JP4155529B2 - X-ray CT system - Google Patents

X-ray CT system Download PDF

Info

Publication number
JP4155529B2
JP4155529B2 JP08309297A JP8309297A JP4155529B2 JP 4155529 B2 JP4155529 B2 JP 4155529B2 JP 08309297 A JP08309297 A JP 08309297A JP 8309297 A JP8309297 A JP 8309297A JP 4155529 B2 JP4155529 B2 JP 4155529B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
interpolation
slice
channel
ray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP08309297A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10286253A (en
Inventor
克行 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP08309297A priority Critical patent/JP4155529B2/en
Priority to US09/023,710 priority patent/US6028908A/en
Publication of JPH10286253A publication Critical patent/JPH10286253A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4155529B2 publication Critical patent/JP4155529B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4007Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
    • A61B6/4014Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units arranged in multiple source-detector units

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線CT装置に係り、特に螺旋状スキャンを行うX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の被検体の断層面の撮影に使用するX線CT装置(以下、CTと略記する)のスキャン方式等について簡単に説明する。
【0003】
(1)ファンビーム(シングルスライス)X線CT
現在のCTの主流は、図31に示すように、扇状のX線ビーム(ファンビーム)を発生するX線焦点と、ファン状あるいは直線状にNchチャンネル(例えば1000チャンネル)の検出素子を1列に並べた検出器とを有するシングルスライスCTである。
【0004】
該シングルスライスCTは、前記X線焦点と検出器とを一対にして被検体の周囲に回転しながら被検体を通過したX線強度のデータ(投影データと称する)を収集する。1回転でNview回、例えば1000回投影データを収集し、このデータに基づき後述の方法で画像再構成をする。
なお、1回のデータ収集を1ビューと称し、1ビューにおける1検出素子あるいは検出素子群のデータを1ビーム、1ビューにおける全ビーム(全検出素子のデータ)をまとめて実データと称する。
【0005】
(2)2つのスキャン方式(コンベンショナルスキャンとヘリカルスキャン)
CTの代表的な2種のスキャン方式について説明する。
第1のスキャン方式は、図32(A)に示すコンベンショナルスキャンである。
【0006】
この方式は、目的とする断面(例えば、断面A)の周囲を1回転するスキャン方式である。複数の断面(例えば、断面Aと断面B)の画像を得たい場合は、先ず断面Aの周囲を1回転しながらデータ収集し、その後、被検体を載せた寝台、或いはX線焦点と検出器を移動して、断面Bを回転面にもってくる。その後、断面Aと同様に断面Bの周囲を1回転しながらデータ収集する。
従って、コンベンショナルスキャン方式は、撮影範囲が被検体の体軸方向(Z軸方向)に広い場合、および目的とする断面が多い場合には、撮影時間が長くなる。
【0007】
第2のスキャン方式は、図32(B)に示すヘリカルスキャンである。
この方式は、X線焦点と検出器とを連続的に回転させながら、その回転と同期させて寝台を被検体の体軸方向に移動させてデータ収集する。X線焦点の軌跡が被検体周囲を螺旋状にスキャンする。このスキャン方式によると、広範囲を高速にスキャンできる。
ここで、座標系を図31に示すように定義する。XY面がコンベンショナルスキャンでスキャンする断面A,Bに相当し、Z軸方向は被検体の体軸方向であり、前述のシングルスライスCTではスライス方向と称される方向である。
【0008】
(3)コンベンショナルスキャンの通常の画像再構成
CTの画像再構成を、図33(A)〜(D)を参照しつつ簡単に説明する。
【0009】
コンベンショナルスキャンの場合は、以下の3ステップからなる。ここに、図33(A)に示すように、回転中心の矢印の信号のみが存在する被検体を想定する。
【0010】
[1] データ収集と補正
コンベンショナルスキャンでデータ収集する。回転角は一部しか図示しないが、通常360°,180°+ファン角などである。投影データは図33(B)に示すようになっている。この投影データを、検出器の感度,X線強度等の種々の要因を考慮して補正し、生データを得る。
【0011】
[2] 再構成関数とのコンボリューション演算
それぞれの角度の生データと、再構成関数をコンボリューションする。コンボリューションデータは図33()に示すようになり、もともと存在した信号の周囲が窪んでいる。
【0012】
[3] 逆投影演算
コンボリューションデータを、そのデータを収集したときのX線の通過パス上の全画素(ピクセル)に加算する。図33()は、ある角度における逆投影演算を示す。これを必要な角度だけ繰り返すと、元の信号だけが残る。
以上に説明した[2],[3]の処理を合わせて、フィルタ補正逆投影法(コンボルーションバックプロジェクション法)と呼ばれる。
【0013】
(4)コンベンショナルスキャンの高分解能な画像再構成(QQ)
空間分解能の向上を実現する方式であり、例えば、空間分解能を0.50mmから0.35mmへ向上させるためのいわゆるQQ(Quarter-Quarter)と呼ばれる処理について説明する。
【0014】
図34(A)はZ軸方向からアキシャル面(XY面)を観察したものである。有効視野直径FOV(Field of View) を500mm、検出器のチャンネル数を1000チャンネルとすると、前記(3)のコンベンショナルスキャンの通常の画像再構成で得られるアキシャル画像の空間分解能は、約0.50mmである。なお、FCD(Focus-Center-Distance ,X線焦点−回転中心間距離),FDD (Focus-Detector-Distance 、X線焦点−検出器間距離)である。
【0015】
前述の如く通常の空間分解能が約0.5mmであるのに対し、QQは、アキシャル画像の空間分解能を例えば約0.35mmに向上する方法であり、以下にQQを説明する。
【0016】
図35は、チャンネル方向に配列された偶数個の素子(チャンネル)で構成される検出器を中心線に対して対称的に取り付けずに、検出器をチャンネル方向に1/4チャンネル分ずらして取り付けたいわゆるQQオフセット取り付けの状態である。
【0017】
このとき、図36(A)において、第jビューにおける第kチャンネルと第k+1チャンネルの丁度中間における仮想的な第k+0.5チャンネルと、第jビューの焦点を結んだパス(上向き太い矢印)は、図36(B)における約半回転した第j+xビューの焦点と第yチャンネルを結んだパス(下向き太い矢印)と一致する。
【0018】
従って、図36(B)の第j+xビューにおける第yチャンネルのデータを図36(A)の第jビューにおける第k+0.5チャンネルのデータとする。前述のj,k,x,yの関係を式で表すと、下記のようになる。
【0019】
【数1】
y=Cent CH×2−(k+0.5 )
x={[(k+0.5 −Cent CH)×φ]/[Nch×180 ]+0.5 }×Nview
[∵ φ:Nch=ψ:(k+0.5 −Cent CH)
且つ(180 +2ψ):x=360:Nview] (図37参照)
Nview=1回のビュー数、Nch=チャンネル数、
φ=ファン角、
ψ=チャンネルへの角度、
Cent CH=中心チャンネル=(Nch+0.5 )/2
(QQオフセット取り付けの場合、図35参照)
【0020】
従って、第j+xビューの第yチャンネルのデータから、第kチャンネルと第k+1チャンネルの間の仮想的な第k+0.5チャンネルのデータが得られることになる。
【0021】
しかし、上式で例えばNview=1000,Nch=1000,j=100,k=700,φ=50°の場合には、y=300チャンネル,x=555.625となって、第655.255ビューのデータということになってしまう)。
【0022】
従って、整数部分Ix=int(x)=655から第655ビューにおける第300チャンネルのデータD(655,300)と、第656ビューにおける第300チャンネルのデータD(656,300)を下式に従って補間してデータT・Data を得る。
【0023】
【数2】
T・Data =(1−w)×D(Ix,y)+w×D(Ix+1,y)
Ix=int(x),w=x−Ix,D(j,k):第jビューにおける第kチャンネルのデータ
対向ビーム(図36(B)の符号Bo および後述する図40(C)参照)と呼ばれるこのデータを、目的とする第jビューにおける第k+0.5チャンネルのデータとする。
【0024】
第jビューにおける全検出器素子に挟まれる仮想的な0.5,1.5,2.5,3.5,…,k+0.5,…,999.5チャンネルのデータ(対向ビーム)を同様の方法で得る。
全チャンネルの対向ビームを合わせて対向データと称する。ほぼ全ての場合においてxは小数になるので、各対向ビームは各々、1チャンネル×2ビューの2データ補間で得られる。
これを全Nviewに関して繰り返す。
【0025】
上述の方法によって得た、従来の2倍のサンプリング点数(2倍のサンプリング密度)である2×Nchチャンネルのデータを用いて、前記(3)に記載した畳み込み処理(コンボリューション)と逆投影処理(バックプロジェクション)を行い、画像再構成をする。
前述の如く対向データを2データ補間で得ているために、空間分解能は2倍にまでは到達しないが、1.4倍である約0.35mmの空間分解能を得られる。
【0026】
ここで、QQの概念を図38を用いて再度説明する。
或る第jビューのデータを考える。実線で示す第jビューで収集された実データと、1チャンネル×2ビューの補間で得た点線で示す対向データを互い違いに挟み込み、図38の符号M1 に示すように、2倍の検出素子数をもつサンプリング密度の高い検出器で収集したデータとして画像再構成する。
このとき、スキャン方式はコンベンショナルスキャンなので、実データと対向データのスライス位置(Z軸方向のサンプリング位置)は同じである。
【0027】
(5)ヘリカルスキャンの画像再構成
前記図32(A),(B)に示した2つのスキャン方式であるコンベンショナルスキャンとヘリカルスキャンの状態を手前側から見たのが図39(A),(B)である。横軸をスライス(Z軸)方向、縦軸を回転位相(角度)とし、各データのサンプリング位置を矢印で結んで表している。以下、このような図をスキャン図と称する。
【0028】
図39(A)に示すコンベンショナルスキャンでは、前記[1] のステップに相当する、目的とするスライス面で必要な360°のデータが収集されており、前述のように[1] →[2] →[3] のステップによる画像再構成ができる。
これに対して図39(B)に示すヘリカルスキャンでは、螺旋状スキャンであるために、目的とするスライス面においては1ビューしか収集されていない。
【0029】
そこで、前記[1] の代わりに、収集した投影データを補正した生データをZ軸方向に補間して必要なデータを得た後、前述の[2] →[3] のフィルタ補正逆投影法で画像再構成を行う。
【0030】
シングルスライスCTにおける代表的な補間方法は、下記の2種類である。
【0031】
(a) 360°補間法
360°補間法をスキャン図の図40(A)を使って説明する。
図40(A)に示すように、目的のスライス位置を挟み、且つ最も近い同位相の2ビューの実データを、スライス面とサンプリング位置との距離の逆比で線形補間する方法である。
【0032】
例えば、目的とするスライス位置(スライス面のZ座標)をZ=Z0 とすると、このスライス位置で収集されたデータは位相0°における1ビューだけである。そこで、例えば位相θのデータを得る場合には、スライス位置の上側の実データ1と、下側の実データ2を選択し、それぞれの実データをサンプリングしたZ座標と目的のスライス位置Z0 の距離(Z座標)の逆比で各チャンネル毎に線形補間し、補間データを得る。これを必要な全位相分繰り返す。
【0033】
図41に示すように、或る第jビューのデータを示したのが図42である。
【0034】
実データ1における第1,2,3,…,Nchのデータと、実データ2における第1,2,3,…,Nchのデータをそれぞれ、実データ1と実データ2と目的とするスライス位置の距離の逆比で補間して補間データを得る。
【0035】
(b) 対向ビーム補間法
仮想的なデータである対向データを使う方法である。
図40(C)に示すように、焦点が「黒丸」の位置にあるときに収集した実データの各々の検出素子へのビームは、実線矢印のようになっている。このとき、左側のビーム1と、X線焦点が「白丸」の位置にあるときの点線のビームとは、同じパスを通過するビームである。この「白丸」からのビームを対向ビームと称する。
【0036】
同様に、ビーム2と薄灰色(粗いドット)からの点線のビーム、およびビーム3と濃灰色(濃いドット)からのビームは、それぞれ同じパスを通過する対向ビームである。このように、「黒丸」における全てのビームは、対向するビームをもっている。
【0037】
そこで、各ビーム毎に対応する対向ビームを白丸→薄灰色(粗いドット)→濃灰色(濃いドット)の焦点位置のデータから抜き出して仮想的なデータ(対向データと称する)を形成し、この実データと対向データで線形補間する方法が、対向ビーム補間法である。
このとき対向ビームは、下式で与えられる。
【0038】
【数3】
y=Cent CH×2−k
x={[(k−Cent CH)×φ]/[Nch×180]+1/2}Nview
[∵ φ:Nch=ψ:(k−Cent CH)
且つ(180+2ψ):x=360:Nview] (図37参照)
Nview=1回のビュー数、
Nch=チャンネル数、
φ=ファン角、
ψ=チャンネルへの角度
Cent CH=中心チャンネル=(Nch+0.5)/2
(QQオフセット取り付けの場合)
【0039】
従って、第j+xビューの第yチャンネルのデータから、スライス方向に約半回転ズレて第kチャンネルと同じパスを通過する仮想的な対向データが得られることになる。
【0040】
前述のQQ再構成と異なるのは、QQにおいては実データのチャンネル間に挟まれるパスの仮想的なチャンネルのデータを得たのに対し(図36参照)、今回は実データのチャンネルと同じパスのデータを得ることである(図43参照)。
【0041】
しかし、上式で例えばNview=1000,Nch=1000,j=100,k=700,φ=50°の場合には、y=300.5チャンネル、x=555.4861となって、第655.4861ビューの第300.5チャンネルのデータということになってしまう。
【0042】
従って、整数部分Ix=int(x)=655とIy=int(y)=300から第655ビューにおける第300チャンネルのデータD(655,300)と第301チャンネルのデータD(655,301)と、第656ビューにおける第300チャンネルのデータ(656,300)と第301チャンネルのデータD(656,301)を、下式に従って4点補間して対向データT・Data を得る。対向ビームは各々、2チャンネル×2ビューの4データ補間で得られる。
【数4】
T・Data =(1−w)×[D(Ix ,Iy )+D(Ix ,Iy+1 )]/2+w×[D(Ix+1 ,Iy )+D(Ix+1 ,Iy+1 )]/2
Ix =int(x),w=x−Ix ,Iy =int(y),D(j,k):第jビューにおける第kチャンネルのデータ
前記図41は、或る第jビューのデータの対向ビーム補間の概念図である。
【0043】
実データにおける第1,2,3,…,Nchのデータと、上記4点補間によって得た第1,2,3,…,Nchの対向データをそれぞれ、実データと対向データと目的とするスライス位置の距離の逆比で各チャンネルのデータ毎に補間して補間データを得る。
【0044】
前述のように対向データの各ビームは異なるビューのデータから得られるが、今回スキャン方式がヘリカルスキャンであるので、ビュー毎にスライス位置が異なってくる。従って、図41のように対向ビームのスライス位置はチャンネル毎に異なる。
【0045】
この方法では、360°補間法が1回転ズレたスライス位置のデータ同士で補間しているのに対し、対向ビーム補間法は実データと対向データのスライス位置のズレは約半回転であるために、スライス方向の分解能は対向ビーム補間法の方が優れている。
但し、アキシャル面内の空間分解能は、360°補間法ではコンベンショナルスキャンと同程度の約0.50mm、対向ビーム補間法では対向データを4点補間で得ているために、0.50mm以下である。
【0046】
(6)マルチスライスCT
さて、高精細に広範囲を高速に撮影したいという要求から、図44(A),(B),(C)に示すように、検出器列を2列,4列,8列というように複数列備えるマルチスライスCTシステムが提案されている。
【0047】
図44(B)の4列マルチスライスCTを例にして、幾つか用語を説明する。
【0048】
前記図34(A)はZ軸方向から見たもので、前述の如く図中の円が有効視野FOVである。
図34(B)はZ軸に垂直な方向からZ軸を含む平面を観察したもので、X線焦点から検出器素子へ入射するX線が、回転中心を通過するときの(X線焦点から距離FCDの)Z軸方向のビームの厚みを、基本スライス厚Tとする。
【0049】
(7)マルチスライスCTにおけるヘリカルスキャンの公知例
マルチスライスCTにおけるヘリカルスキャンについては、下記文献1に記載されている。
【0050】
特開平4−224736号公報「CT装置」
荒舘博、南部恭二郎(90年12月25日出願) (文献1)
マルチスライスCTにおけるヘリカルピッチPは、前述のシングルスライスCTにおける基本ピッチの概念を拡張し、以下の式(1)に示すように検出器列数Nと基本スライス厚Tの積、即ち、回転中心におけるトータルスライス厚と同じとされている。
【0051】
P=N×T …(1)
以下、ヘリカルピッチを基本スライス厚で割った値でヘリカルピッチを表現する。式(1)では、ピッチ4のヘリカルスキャンとなる。
前記文献1で提案されている、N列マルチスライスCTでピッチNでヘリカルスキャンしたときの補間方法の一つは、シングルスライスCTの360°補間法を拡張したものである。
【0052】
図45は、4列マルチスライスCTで上の方法を示すスキャン図である。図40(A)の360°補間法と同様に、目的とするスライス位置を挟む2つの実データで補間する方法である。これを隣接補間法と仮称するが、これについても上記文献1に記載されている。
【0053】
(8)マルチスライスX線CTにおけるヘリカルスキャンの未公開例
公知例ではないが、下記文献2において、下記の3種類の方法が記載されている。
【0054】
特願平7−337123号「X線CT装置」
田口克行、荒舘博 (95年12月25日出願)(文献2)
本発明が解決しようとする問題点ではないが、本方法をマルチスライスCTに適用する際にはこれを一部利用するので、内容の概略を記載する。
【0055】
(A) 手段1:高密度サンプリング・スキャン法:4列はPitch=2.5,3.5,4.5、2列はPitch=1.5
第1はヘリカルピッチに関する記載があり、Pitch=2.5,3.5,4.5などのピッチのヘリカルスキャンにてサンプリング密度を上げる方法について記載がある。
【0056】
(B) 手段2:新対向ビーム補間法:対向ビーム同士の内挿補間法
第2は対向ビームの利用方法について記載がある。実データ同士/実データと対向データ/対向データ同士の組み合わせによる補間方法と、通常のヘリカルピッチ或いは高密度サンプリング法によるヘリカルピッチとの組み合わせに関して記載がある。
【0057】
(C1)手段3:フィルタ補間法1(サンプリングデータ・フィルタ処理によるフィルタ補間法)
(C2)手段4:フィルタ補間法2(補間データ・重み付け加算(フィルタ)処理によるフィルタ補間法)
(C3)手段5:フィルタ補間法3(仮想的スキャン生データの処理によるフィルタ補間法)
(C4)手段6:フィルタ補間法4(再構成ボクセルデータの処理によるフィルタ補間法)
第3は補間方法に関する記載である。スライス方向にフィルタ処理をする方法について、4つの方法が記載されており、通常のヘリカルピッチ或いは高密度サンプリング法によるヘリカルピッチとの組み合わせ、さらには新対向ビーム補間法との組み合わせに関して記載がある。
【0058】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のQQではアキシャル面で0.35mm分解能を得られるが、コンベンショナルスキャンであるためにスライス方向の連続性が悪く、3次元ボリュームデータを得るには適さない。
一方、ヘリカルスキャンにおける補間付き画像再構成では体軸方向の連続性が良く、3次元ボリュームデータを得るには適しており、対向ビーム補間法では体軸方向に高い空間分解能が得られが、アキシャル面の空間分解能は0.50mm以下になってしまう。
【0059】
そこで、本発明の目的は、アキシャル面の高い空間分解能(例えば、0.35mm)と、ヘリカルスキャンでの良好な体軸方向連続性とを全て満たしたX線CT装置を提供することである。
【0060】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項1記載の発明は、X線ビーム発生源と、該X線ビーム発生源が発したX線を検出するものであって、チャンネルを構成する複数の検出素子をチャンネル方向に沿って並べてなる検出器列をスライス方向に複数の列備えた検出手段と、前記X線ビーム発生源と前記検出手段を保持する回転架台と、被検体が載置される寝台を前記スライス方向に沿って移動させる移動手段と、前記X線ビーム発生源を回転させながらX線ビームを発生させると共に、前記移動手段により寝台を移動させて前記被検体をらせん状にスキャンして前記検出手段を介してデータ収集し、目的とするスライス位置の画像を画像再構成するX線CT装置において、
前記検出手段で収集した実データと前記実データのチャンネルの間に挟まれる仮想チャンネルに対応し、且つ、前記スライス位置を挟む対向データを用いて、前記検出手段が収集したデータのチャンネル方向のサンプリングピッチより細かいサンプリングピッチのデータ(細ピッチデータ)を生成し、前記細ピッチデータに基づき画像再構成を行うものであり、スライス方向における3つ以上の前記実データ及び前記対向データをスライス方向にフィルタ処理して前記細ピッチデータを生成することを特徴とする。
【0061】
請求項1記載の発明によれば、例えば、図3に示すように、ヘリカルスキャンをしつつ検出手段(図1の21,23等)が収集したデータ(実データ1,2)より細かい細ピッチデータSPを生成し、該細ピッチデータSPに基づき画像再構成を行う。このようにすれば、図38に示したQQのようにアキシャル面の高い空間分解能(例えば、0.35mm)と、ヘリカルスキャンでの良好な体軸方向連続性の両方を満たすことができる。
【0062】
また、請求項2記載の発明は、X線ビーム発生源と、該X線ビーム発生源が発したX線を検出するものであって、チャンネルを構成する複数の検出素子をチャンネル方向に沿って並べてなる検出器列をスライス方向に複数の列備えた検出手段と、前記X線ビーム発生源と前記検出手段を保持する回転架台と、被検体が載置される寝台を前記スライス方向に沿って移動させる移動手段と、前記X線ビーム発生源を回転させながらX線ビームを発生させると共に、前記移動手段により寝台を移動させて前記被検体をらせん状にスキャンして前記検出手段を介してデータ収集し、目的とするスライス位置の画像を画像再構成するX線CT装置において、
前記検出手段で収集した実データと前記実データのチャンネルの間に挟まれる仮想チャンネルに対応し、且つ、前記スライス位置を挟む対向データを用いて、前記検出手段が収集したデータのチャンネル方向のサンプリング点数より多いサンプリング点数のデータ(多点数データ)を生成し、前記多点数データに基づき画像再構成を行い、スライス方向における3つ以上の前記実データ及び前記対向データをスライス方向にフィルタ処理して前記多点数データを生成することを特徴とする。
【0063】
請求項2記載の発明によれば、被検体をヘリカルスキャンをしつつ検出手段(図1の21,23等)がサンプリングした点数(例えば、1000点)より、点数の多いサンプリングデータ(多点数データ、例えば、2000点)を生成し、該多点数データに基づき画像再構成を行う。このようにすれば、図38に示したQQのようにアキシャル面の高い空間分解能(例えば、0.35mm)と、ヘリカルスキャンでの良好な体軸方向連続性の両方を満たすことができる。
【0076】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態例に基づいて説明する。
(I)第1実施形態例
図1は本実施形態例を適用した装置のシステム構成図であり、図2は図1における補間処理部29の詳細な構成図であり、図3は本実施形態例の処理の概念図であり、図4は本実施形態例の処理の流れを示すフローチャート図である。
【0077】
図1に示すように、X線CT装置10は、システム制御部11と、架台・寝台制御部13と、寝台移動部15と、X線制御装置17と、高電圧発生装置19と、X線ビーム発生源21と、検出器23と、回転架台25と、データ収集部27と、補間処理部29と、画像再構成部31と、表示部33とを備えている。
【0078】
システム制御部11は、図示しない入力装置を用いて入力されたスライス厚、回転速度等のヘリカルスキャン条件の内、回転速度とスライス厚とファン角度等を架台・寝台制御信号として架台・寝台制御部13に対して出力する。
【0079】
また、システム制御部11は、X線ビーム発生を制御するX線ビーム発生制御信号をX線制御装置17に対して出力し、X線ビームの検出のタイミングを示す検出制御信号をデータ収集部27に対して出力する。
【0080】
更に、システム制御部11は、データ収集のためのデータ収集制御信号をデータ収集部27に対して出力し、補間方法を示す補間制御信号を補間処理部29に対して出力する。
架台・寝台制御部13は、システム制御部11により出力された架台・寝台制御信号を基に回転架台25を回転させると共に、寝台移動信号を寝台移動部15に対して出力する。
【0081】
寝台移動部15は、架台・寝台制御部13により出力された寝台移動信号を基に、回転架台25の1回転当りの寝台15aの移動量を求め、この移動量で寝台15aを移動させる。
【0082】
X線制御装置17は、システム制御部11により出力されたX線ビーム発生制御信号を基に、高電圧発生装置19による高電圧発生のタイミングを制御する。
【0083】
高電圧発生装置19は、X線ビーム発生源21からX線ビームを曝射させるための高電圧をX線制御部17からの制御信号に従ってX線ビーム発生源21に供給する。
X線ビーム発生源21は、高電圧発生装置19から供給された高電圧によってX線ビームを曝射する。
【0084】
検出器23は、被検体を透過した投影データを収集するシングルスライス検出器である。
回転架台25は、X線ビーム発生源21と検出器23とを保持する。また、回転架台25は、図示しない架台回転機構により、X線ビーム発生源21と検出器23との中間点を通る回転軸を中心にして回転される。
【0085】
データ収集部27は、検出器23により検出されたX線ビーム(実際には検出信号)を、システム制御部11により出力されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。
補間処理部29は、データ収集部27によって収集されたX線ビームを基に、目的のスライス位置のX線ビームを補間する。補間処理部29は、CPU,メモリ等から構成される。補間処理部29の詳細構成を前述の如く図2に示す。
【0086】
画像再構成部31は、補間処理部29により補間されたX線ビームを基に、画像再構成する。
表示部33は、画像再構成部31により再構成された画像を図示しないモニタ上に表示する。
【0087】
次に本実施形態例の動作を、(1)CTの概略動作と、(2)補間処理に分けて説明する。
(1)概略動作
先ず、操作者は図示しない入力装置を用いてヘリカルスキャン条件を入力する。例えば、以下に示すヘリカルスキャン条件とする。
【0088】
検出器列数 Nseg =1
検出器チャンネル数 Nch=1000
検出器のZ軸方向の回転中心での厚み Dseg =20mm
回転中心でのビームの厚み Nseg ×Dseg =20mm
焦点−回転中心間距離 FCD=600mm
焦点−検出器間距離 FDD=1200mm
有効視野直径 FOV=500mm
有効視野角(ファン角) φ=50°
【0089】
前記のヘリカルスキャン条件が入力されるとシステム制御部11は、このヘリカルスキャン条件の内、回転速度とスライス厚とファン角等を架台・寝台制御信号として架台・寝台制御部13に対して出力する。そして、架台・寝台制御部13は、この架台・寝台制御信号を基にして寝台移動信号を寝台移動部15に対して出力する。
【0090】
この状態で操作者により寝台開始命令が前記入力装置から入力されると、システム制御部11は、架台・寝台制御部13に対して診断開始を指示すると共に、X線ビーム発生を制御するX線ビーム発生制御信号をX線制御装置17に対して出力する。そして、前記X線ビーム発生制御信号に対応させて、X線制御装置17は、高電圧発生装置19から高電圧を発生させる。
【0091】
これにより、X線ビーム発生源21からX線ビームが曝射されると共に、寝台15aが寝台移動部15により移動され、ヘリカルスキャンによる診断が開始される。
そして、データ収集制御信号がシステム制御部11から出力されると、データ収集部27は、このデータ収集制御信号に対応させて検出器23からX線ビームを検出し、この検出したX線ビーム(実際には検出データ)を補間処理部29に供給する。
【0092】
X線ビームが供給されると、補間処理部29は、このX線ビームを基に、目的のスライス位置のX線ビームを補間する。この補間処理を次の(2)で説明する。
【0093】
(2)補間処理
図3は補間処理の概念図であり、図4は補間処理の流れを示すフローチャート図である。
図3において、或る位相θの複数のデータを示す。スライス位置を挟み下側の実データ1として第jビュー、上側の実データ2として第j+Nviewビューを考える。これらは前述の360°補間法(図40(A)および図42参照)で用いられたデータと同様である。
【0094】
更に、スライス位置を挟み下側の対向データ1と上側の対向データ2を考える。
【0095】
▲1▼第1補間処理
補間手段1(29C)は実データ1と実データ2とを生データ記憶部29Bから得て、同データのスライス位置と目的とするスライス位置との距離の逆比で線形内挿補間して、目的とするスライス位置の補間データ1を得て、補間データ1記憶部29Dに記憶させる(図4のステップS11)。補間の重みは全チャンネルで一定である。
補間データ1は、第1,2,3,…,1000チャンネル(以下、整数チャンネルとも呼ぶ)のデータとなる。
【0096】
▲2▼対向データ生成
対向データ生成手段29Eは、生データ記憶部29Bから必要なデータを読み出し、従来例に記載したQQ再構成のときの方法で(図38参照)、該当する1チャンネル×2ビューのデータを補間して実データのチャンネル間に挟まれる仮想的チャンネル(以下、この仮想的チャンネルを少数チャンネルとも呼ぶ)の対向データを生成する。このとき、スライス位置下側の対向データ1と、スライス位置上側の対向データ2の2つを生成する(図4のステップS13)。
【0097】
生成された対向データ1と対向データ2は、第0.5,1.5,…,999.5チャンネルのデータとなる。
生成された対向データ1と対向データ2は、スライス方向に補間されていないので、図3には各チャンネル毎にスライス位置を変えて示している。
【0098】
▲3▼第2補間処理
補間手段2(29F)は対向データ1と対向データ2を、両データのスライス位置と目的とするスライス位置との距離の逆比で線形補間して、目的とするスライス位置の補間データ2を得て、補間データ2記憶部29Gに記憶させる(図4のステップS15)。なお、補間の重みはチャンネル毎に計算する。
補間データ2は、第0.5,1.5,…,999.5チャンネルのデータとなる。
【0099】
▲4▼高密度データ生成処理
高密度データ生成手段29Hは、補間データ1(整数チャンネルのデータ)を補間データ1記憶部29Dから、補間データ2(少数チャンネルのデータ)を補間データ2記憶部29Gからそれぞれ読み出し、各データを互い違いに挟み込んでサンプリング点数が2倍である補間データ3を得る(図4のステップS17)。このとき、補間データ3を構成する個々のデータに対して、新たに1から2000(=2×Nch)のチャンネル番号を付与する。
【0100】
▲5▼フィルタ補正逆投影
画像再構成部31で、例えば、通常のフィルタ補正逆投影法によって画像再構成する(図4のステップS19)。
【0101】
得られる画像は、2×Nch点のサンプリング点数のデータを用いて画像再構成されているので、アキシャル面の空間分解能はQQ処理と同様の約0.35mmであり、ヘリカルスキャンのデータを利用しているので、体軸方向の連続性にも優れている。両者の利点を両立するものである。
【0102】
本実施形態例ではスライス位置下側の対向データ1とスライス位置上側の対向データ2を用いて線形内挿補間して補間データ2を得る例を説明したが、これに限定されるものではない。
【0103】
例えば、非線形補間でも良いし、中心チャンネルにおいてスライス位置下側の対向データ1と中心チャンネルにおいてスライス位置上側の対向データ2を選択し、図5のようにチャンネルによっては外挿補間を用いても良い。
【0104】
また、図1において、最大FOVに対して被検体が2点鎖線で示すように、小さい場合がある(例えば、頭部)。このような場合には、図5の右下に示すように、チャンネル数を半分(この場合は1000)にして補間処理をしてもよい。このようにすれば、小さいメモリサイズで画像再構成が行え、また、高速に処理することが可能になる。
【0105】
或いは、図6のようにチャンネル毎に対向データの選択を変えて、必ず内挿補間になるようにしても良い。
また、本実施形態例では補間処理部と画像再構成部を別の構成としたが、例えば図7のように画像再構成部の制御装置が補間処理を行う構成でも良い。
【0106】
(II)第2実施形態例
本実施形態例はチャンネル方向のDebluring 処理の場合である。
本実施形態例の装置のシステム構成は前記第1実施形態例と同一であり、被検体の投影データを収集する検出器はシングルスライス検出器である。
【0107】
図8は、本実施形態例における補間処理部29の詳細な構成である。第1実施形態例における補間処理部29の構成に加え、チャンネル方向Debluring 手段29Jと補間データ4記憶部29Kを備えている。
以下▲1▼から▲4▼までの処理は前記第1実施形態例と同一であるので説明は省略する。
【0108】
▲1▼第1補間処理
▲2▼対向データ生成
▲3▼第2補間処理
▲4▼高密度データ生成処理
以上の▲1▼〜▲4▼の処理により、高密度なデータである補間データ3が得らる。
【0109】
▲5▼チャンネル方向Debluring 処理
図9は、チャンネル方向Debluring 処理の概念図である。
ここで補間データ1,補間データ2,補間データ3の、サンプリング間隔と各々のサンプリング幅について考察する。簡単のため、チャンネルは直線状に配列され、各々の検出素子に対して平行にX線ビームが入射したものとして以下説明する。
【0110】
補間データ1と補間データ2は全サンプリング点数はNchであり、サンプリング間隔はチャンネル間隔d、各々サンプル点のサンプリング幅もdである。これに対し、補間データ3は全サンプリング点数は2Nchであり、サンプリング間隔はd/2でありながら各々のサンプル点のサンプリング幅はdである。即ち、これらのデータは互いに重複しており冗長さを含んでいることが分かる。
【0111】
そこで、この重複による冗長さを回復するために、補間データ3に対してチャンネル方向にエンハンス効果を持つボケ回復フィルタでフィルタ処理を行う。この種の処理はデコンボリューション処理あるいはDebluring 処理と呼ばれ、同業他社にとってはQQ処理などに伴って良く知られた処理である。ボケ回復フィルタの一例が下記文献3,4に記載されているが、これに限定されず、適度に変形したフィルタを利用してもよい。
【0112】
特開昭61−74071(84年9月19日出願)「X線CT装置」
堀場勇夫、岩田彰、佐々木寛、佐藤一弘 (文献3)
特開昭61−290573(84年6月19日出願)「X線CT装置」
西村博 (文献4)
チャンネル方向Debluring 手段29Jは、補間データ3を読み込み、補間データ3とDebluring フィルタDF・CHをコンボリューションし、第4補間データを得て、補間データ4記憶部29Kに記憶させる。第4補間データは、冗長さを回復されたデータである。
【0113】
▲6▼フィルタ補正逆投影
画像再構成部31で、通常のフィルタ補正逆投影法によって画像再構成する。再構成された画像は、冗長さを回復された第4補間データを用いているので、より空間分解能が高い画像である。
【0114】
前記では、チャンネル方向のDebluring 処理とフィルタ補正逆投影法の再構成フィルタのコンボリューションを別々に処理したが、同時に行っても良い。コンボリューション処理は線形処理であるので、データDに対してフィルタF1とフィルタF2を順にコンボリューションするのと、フィルタF1とフィルタ1F2をコンボリューションしたフィルタF3をデータDに対して1回コンボリューションするのとは数学的に等価である。
【0115】
【数5】
Data =F2*(F1*D)=(F2*F1)*D=F3*D,
F3=F2*F1
従って、上記Debluring 処理で用いるフィルタとフィルタ補正逆投影法の再構成フィルタを予めコンボリューションしたものを用いてデータを処理すれば、コンボリューション処理が1回で済むので効率的である。
【0116】
また、上記では補間データ3に対するDebluring 処理を説明したが、補間データ2も、対向データ生成時の1チャンネル×2ビューのデータの補間であり、補間によるボケを含んでいる。従って、補間データ2に対して上述のDebluring 処理とは別に、このボケを回復するようなDebluring 処理を施しても良い。これは対向データ1と対向データ2に対して処理しても良いし、対向データ1と対向データ2を補間して得た補間データ2に対して処理しても良い。
【0117】
(III)第3実施形態例
本実施形態例はマルチスライスCTの場合である。
本実施形態例の装置のシステム構成は前記第1実施形態例と同一である。但し、4列マルチスライス検出器をもつマルチスライスCTシステムとする(図44(B)参照)。
【0118】
本実施形態例における補間処理部29の詳細な構成は、第1実施形態例と同一である。即ち、動作は異なるが、構成は同一である。
【0119】
4列マルチスライスCTで、Pitch=4でヘリカルスキャンすると、或る列の対向ビームは、図10(A)や図11右上図のように、中心チャンネルで、異なる列の実データのサンプリング位置とほぼ一致する一連のデータとなる(詳細は前記文献2を参照)。実データと対向データのサンプリング位置が近くなるので、これは実データと対向データで補間する際には大きなデメリットとなってしまうが、第3実施形態例では、これを積極的に利用する。
【0120】
4列マルチスライスCTで収集した或る位相θの状態を図11に示す。
第jビューの4列分の実データと、第1実施形態例と同様に第j+xビューのデータから生成される4列分の対向データと、その1回転(Nviewビュー)後である第j+Nviewビューの4列分の実データと第j+x+Nviewの第1,第2のデータから生成される2つの対向データと、1回転前である第j+xNviewビューの第3,4列のデータから生成される2つの対向データの合計8つのデータを示した。本来データ数は下式だけ存在するが、ここでは一部のみ示した。
【0121】
【数6】
(データ数)=(ヘリカルスキャンの回転数)×(検出器列数)×2
図12は第3実施形態例の処理の概念図である。
以下に詳細を説明するが、▲2▼,▲4▼,▲5▼,▲6▼については前記第1実施形態例と同様なので説明を省略する。第1実施形態例と異なるのは、補間手段29Cと対向データ生成手段29Eが、データ選択手段としての機能が追加されていることである。
【0122】
▲1▼実データ1と実データ2の選択(ビューと列)
補間手段1(29C)は、図11のように複数のビューと複数の検出器列の実データの中から、スライス位置を挟み最も近い2つの実データを選択し、実データ1と実データ2とする。
【0123】
▲2▼第1補間処理
▲3▼対向データ1と対向データ2の生成(チャンネル毎に独立)
対向データ生成手段29Eは、第2補間処理において必ず内挿補間になるようにスライス位置を挟み最も近い2つの対向ビームをチャンネル毎に選択する。4列マルチスライスCTのPitch=4のヘリカルスキャンではチャンネル毎のスライス位置のズレが大きいので、全チャンネルにわたって連続した対向データを生成するよりも、チャンネル毎に独立に最適なデータを選択した方がよい。
【0124】
このとき▲1▼と同様に、どのビューのどの検出器列のデータを使用するか、という選択が必要である。選択した結果に応じて対向データ生成に必要な生データを生データ記憶部29Bから読み出す。
読み出したデータに対して第1実施形態例と同様に1チャンネル×2ビューの補間処理を行い、対向データ1と対向データ2を生成する。
【0125】
図11では説明のため多くの対向データを表示したが、これら全てを生成後に選択するのではなく、選択後に生成する方が効率的である。図12中に示した、スライス下側の対向データ1およびスライス上側の対向データ2を生成する。
【0126】
▲4▼第2補間処理
▲5▼高密度データ生成処理
▲6▼フィルタ補正逆投影
実データ1と対向データ1および実データ2と対向データ2の中心チャンネルにおけるスライス位置が互いに同じであるので、▲2▼と▲4▼で得られた補間データ1と補間データ2は、シングルスライスCTのときよりもスライス方向の被写体の変化の影響を受けにくい。従って、そのような補間データ1と補間データ2から今回生成された高密度データで再構成した画像は画質の良いものとなり、スライス方向の空間分解能も高くなる。
【0127】
なお、本実施形態例では4列マルチスライスCTにおけるPitch=4の例について説明したが、これに限定されるものではない。4列でPitch=2としても良いし、2,3,5,6,7,8,…列など他の列数でPitch=偶数としても良い。即ち、実データと対向データのスライス位置が中心チャンネル近傍でほぼ等しくなるように列数とPitchの関係を決定する。
【0128】
また、対向データの選択に関しても、外挿を利用するように選択するなど様々な変形があるのは、第1実施形態例と同様である。
また、前記第2実施形態例に記載のチャンネル方向のDebluring 処理については省略したが、これと組み合わせても良い。
【0129】
(IV)第4実施形態例
本実施形態例はマルチチャンネルCTにおける、スライス方向フィルタ処理 (基本スライス厚を薄くして束ね処理、Debluring 処理)の場合である。
図13は、本実施形態例における補間処理部29のブロック図である。図2における補間手段1と補間手段2とが、それぞれフィルタ手段1とフィルタ手段2とに置き換えられている。
【0130】
また、基本スライス厚TをシングルスライスCTのスライス厚Tより小さく、例えばT/3にする。位相θにおけるスキャンの状態と処理の概念図を図14に示す。
基本スライス厚Tのときの図11と比較すると、図14ではスライス方向のサンプリング密度が高まっていることが分かる。
【0131】
また、元々のデータのスライス方向のサンプリング幅、即ちスライス厚が薄いので、いわゆるパーシャルボリューム効果が抑制された良好なデータが得られることが分かる。
【0132】
今回はこのデータ群の中から3つ以上のデータを選択し、それらをスライス方向に束ね処理あるいはエンハンス処理するようなフィルタ処理をチャンネル毎に独立に行う。フィルタ処理の詳細については前記文献2(特願平7−337123号「X線CT装置」)に譲るが、高密度サンプリングと組み合わせたフィルタ処理の概念図を図15に示す。
【0133】
束ね処理あるいはエンハンス処理を行うフィルタ関数の形状については、図16(A)〜(D)に幾つかの例を示す。今回は図16(D)の低分解能関数を用いて、多くのデータを束ねるものとする。
処理▲5▼,▲6▼は第1実施形態例などと同じであるので、説明を省略する。
【0134】
▲1▼実データ選択
フィルタ手段1(29L)は、図14のように複数のビューと複数の検出器列の実データの中から、フィルタ処理に必要な範囲のスライス位置の実データを複数選択し(実データ群と呼ぶ)、生データ記憶部29Bから読み出す。
【0135】
▲2▼フィルタ処理1
フィルタ手段1(29L)は、▲1▼で選択した実データ群に対し、制御装置から指示された図14中に示すフィルタでチャンネル毎に独立にスライス方向にフィルタ処理し、補間データ1を得て、補間データ1記憶部29Dに記憶させる。
【0136】
フィルタ処理の方法は、前記文献2の第3実施形態例に記載の実データ群に対して直接処理する方法でも良いし、文献2の第4実施形態例に記載の実データ群をリサンプリングして得たデータ群に対して処理する方法でも良い。
【0137】
▲3▼対向データ生成
対向データ生成手段29Eは、図14のように複数のビューと複数の検出器列の実データのデータによって生成され得る複数の対向データの中から、フィルタ処理に必要な範囲のスライス位置の対向データを複数選択し(対向データ群と呼ぶ)、生データ記憶部29Bから必要なデータを読み出す。
読み出したデータに対して、第1実施形態例と同様に1チャンネル×2ビューの補間処理を行い、対向データ群を生成する。
【0138】
▲4▼フィルタ手段2
フィルタ手段2(29M)は、対向データ生成手段29Eが生成した対向データ群に対し、制御装置から指示された図14中に示すフィルタでチャンネル毎に独立にスライス方向にフィルタ処理し、補間データ2を得て、補間データ2記憶部29Gに記憶させる。フィルタ処理の方法は▲2▼に準じる。
【0139】
▲5▼高密度データ生成処理
▲6▼フィルタ補正逆投影
もともとパーシャル効果の抑制されたデータを用いており、それを低分解能フィルタ関数によってスライス方向に加算したような補間データ1と補間データ2から高密度データを生成し、再構成した画像であるので、その画像はパーシャル効果がきわめて抑制されている。
【0140】
なお、本実施形態例ではスライス方向に束ねるようなフィルタを用いたフィルタ処理に関して説明したが、これに限定されるものではない。スライス方向の空間分解能を向上するようなフィルタを用いていわゆるDebluring 処理を施しても良い。もともとスライス方向に充分なサンプリング密度が得られているので、Debluring 処理による効果は大きい。また、次に説明する第5実施形態例に記載の高密度サンプリングと組み合わせれば、この場合には更に画質が向上する。
【0141】
また、検出器はマルチスライス検出器である必要はなく、シングルスライスでも良い。また、基本スライス厚を薄くせず、従来の基本スライス厚を用いても良い。
また、前記第2実施形態例に記載のDebluring 処理と組み合わせると、アキシャル面の空間分解能も更に向上する。スライス方向のフィルタ処理においても、上記のようにDebluring 効果のあるフィルタを用いると、アキシャル面,スライス方向ともに高い空間分解能が得られる。
【0142】
(V)第5実施形態例
本実施形態例はマルチチャンネルCTにおけるヘリカルピッチ2.5の場合である。
本実施形態例の補間処理部29の構成は、前記第4実施形態例と同じである。
【0143】
今回はヘリカルピッチをPitch=2.5とする高密度サンプリング・スキャン法によるヘリカルスキャンを行い、基本スライス厚をTとする。
Pitch=2.5の高密度サンプリング・スキャン法における実データだけのスキャン図を図17に示し、実データと(中心チャンネルの)対向データのスキャン図を図18に示す。高密度サンプリング・スキャン法では、スライス方向のサンプリング密度が増大していることが分かる。
【0144】
位相θにおけるスキャンの状態を図19に示す。Pitch=4のときのスキャンの状態を示す図11と比較すると、スライス方向のサンプリング密度が高まっていることが分かる。スライス方向のフィルタ処理には、図16(A)の標準的関数を用いる。
【0145】
処理▲2▼,▲4▼,▲5▼,▲6▼については第4実施形態例と同様であるので、説明を省略する。またデータ選択後のフィルタ処理に関しては第4実施形態例の図14と同様であるので省略する。
【0146】
▲1▼実データ選択
フィルタ手段1(29L)は、図19のように複雑な順序で配列された複数のビューと複数の検出器列の実データの中からフィルタ処理に必要な範囲のスライス位置の実データを複数選択し(実データ群と呼ぶ)、生データ記憶部29Bから読み出す。
【0147】
▲2▼フィルタ処理1
▲3▼対向データ生成
対向データ生成手段29Eは、図19のように複雑な順序で配列された複数のビューと複数の検出器列の実データのデータによって生成され得る複雑な順序で配列される複数の対向データの中から、フィルタ処理に必要な範囲のスライス位置の対向データを複数選択し(対向データ群と呼ぶ)、生データ記憶部29Bから必要なデータを読み出す。
読み出したデータに対して、前記第1実施形態例と同様に1チャンネル×2ビューの補間処理を行い、対向データ群を生成する。
【0148】
▲4▼フィルタ処理2
▲5▼高密度データ生成処理
▲6▼フィルタ補正逆投影法
基本スライス厚をTにしたまま、スライス方向に高密度なサンプリングで得られたデータをフィルタ処理するので、高画質な画像となる。
【0149】
なお、本実施形態例では4列マルチスライスCTにおけるPitch=2.5の例について説明したが、これに限定されるものではない。Pitch=1.5,2.0,3.0,3.5,4.5、或いは2列マルチスライスにおけるPitch=1.5など任意に変形可能である。
【0150】
一例として、4列でのPitch=3.5、Pitch=4.5および2列でのPitch=1.5のときのスキャン図を図20〜図22および図23〜図26に示す。
【0151】
また、前記第2実施形態例あるいは第4実施形態例記載のDebluring 処理と組み合わせても良い。
【0152】
(VI)第6実施形態例
以上説明した第1ないし第5の実施形態例とこれらの変形例は、予め実データを補間処理およびまたはフィルタ処理等を施して、目的とするスライス位置の整数チャンネルデータである第1補間データを得、また同様に対向データを補間処理およびまたはフィルタ処理して、目的とするスライス位置の少数チャンネルデータである第2補間データを得、これらの第1および第2補間データを組み合わせて目的スライス位置の高密度データを生成するものであった。
【0153】
しかしながら、本発明は、予めチャンネル方向に補間処理を施して第1の補間データである高密度実データおよび第2の補間データである高密度対向データを生成し、これら第1および第2補間データに基づいて対向ビーム補間処理(ヘリカル補間処理)により目的とするスライス位置の高密度データを生成することもできる。
【0154】
本第6の実施形態例は、それぞれ補間により高密度の実データおよび対向データを生成したのち、これらを使用してヘリカル補間により目的とするスライス位置の高密度データを得る場合の実施形態を示すものである。
【0155】
本第6実施形態例が適用されるX線CT装置のシステム構成は、図1に示したX線CT装置と同様であるが、補間処理部29の詳細な構成が異なる。
【0156】
図27は図1における補間処理部29の詳細な構成図であり、図28は本実施形態例の処理の概念図であり、図29は本実施形態例の処理の流れを示すフローチャート図である。
【0157】
図27において、本第6実施形態例の補間処理部29は、補間処理部全体を制御する補間処理制御部29Aと、被検体のスキャンにより得られた生データを記憶する生データ記憶部29Bと、高密度実データを生成する高密度実データ生成手段29Qと、高密度対向データを生成する高密度対向データ生成手段29Pと、ヘリカル補間手段29Rと、補間データ1記憶部29Dと、補間データ2記憶部29Gと、補間データ3記憶部29Iとを備えて構成されている。
【0158】
なお、被検体をスキャンして収集された生データが生データ記憶部29Bに記憶されるまでは、第1実施形態例と同様であるので、それ以後の処理について説明する。
【0159】
図28において、或る位相θの複数のデータを示す。スライス位置を挟み下側の実データ1として第jビュー、上側の実データ2として第j+Nviewビューを考える。これらは前述の360°補間法(図40(A)および図42参照)で用いられたデータと同様である。
更に、スライス位置を挟み下側の対向データ1と上側の対向データ2を考える。
【0160】
(1)第1高密度データ生成処理(実データ)
高密度実データ生成手段29Qは、実データ1と実データ2とを生データ記憶部29Bから得て、それぞれの実データに対して、下式に従う同一ビューの隣接チャンネル間補間を行って、第1高密度データ群hp1を生成し、補間データ1記憶部29Dに記憶させる(図29のステップS21)。補間の重みは全チャンネルで一定である。
【0161】
第jビューにおける第kチャンネルの実データをD(j,k)とすると、
【数7】
hp1(j,2×k) =D(j,k)
hp1(j,2×k−1)=[D(j,k−1)+D(j,k)]/2
補間データ1は、第1,2,3,…,2000チャンネルのデータとなる。
【0162】
(2)第2高密度データ生成処理(対向データ)
高密度対向データ生成手段29Pは、生データ記憶部29Bから必要なデータを読み出し、奇数チャンネルのデータに対しては、従来例に記載したQQ再構成のときの方法で(図38参照)、該当する1チャンネル×2ビューのデータを補間し、偶数チャンネルのデータに対しては、従来例に記載した対向ビーム補間法で生成したデータと同様に、2ビューで収集した2チャンネルのデータを用いた4点補間により、それぞれ第2高密度データhp2の生成を行い、補間データ2記憶部29Gに記憶させる(図29のステップS23)。
【0163】
(2−1)奇数チャンネル
【数8】

Figure 0004155529
(2−2)偶数チャンネル
【数9】
Figure 0004155529
【0164】
あるいは、偶数チャンネルのデータは、(2−1)で得た奇数チャンネルのデータを(1)のようにして補間しても良い。また、第1、第2高密度データの生成順序を逆にして、第2高密度データである高密度対向データを先に生成し、第1高密度データである高密度実データの生成を後にしてもよい。
【0165】
(3)ヘリカル補間処理
ヘリカル補間手段29Rは、補間データ1記憶部29Dおよび補間データ2記憶部29Gよりそれぞれ第1高密度データ(実データ)および第2高密度データ(対向データ)を読み出して、スライス方向にヘリカル補間し、目的のスライス位置のデータを作成し補間データ3記憶部29Iに記憶させる(ステップS25)。補間は、第1実施形態例のように2点補間でも良いし、第4実施形態例のようにスライス方向のフィルタ処理でも良い。また、チャンネル方向やスライス方向のボケ回復処理( Debluring処理)を施しても良い。
【0166】
(4)ファンビーム再構成処理
画像再構成部31は、補間データ3記憶部29Iに記憶された高密度データを使用して、通常のファンビーム再構成を行い、画像を得る(ステップS19)。適用する再構成法は、第1実施形態例に使用したフィルタ補正逆投影法でも良いし、ファンパラ変換とフーリエ逆変換とを組み合わせて処理しても良い。
【0167】
図30は、本第6実施形態例の変形例を示すフローチャート図である。第6実施形態例では、それぞれ生データから第1、第2高密度データ生成処理を行ったが、第1高密度データの生成結果を使用して第2高密度データを生成することもできる。
【0168】
(1)第1高密度データ生成処理(実データ)
高密度実データ生成手段29Qは、実データ1と実データ2とを生データ記憶部29Bから得て、それぞれの実データに対して、下式に従う同一ビューの隣接チャンネル間補間を行って、第1高密度データ群hp3を生成し、補間データ1記憶部29Dに記憶させる(図30のステップS31)。補間の重みは全チャンネルで一定である。
【0169】
第jビューにおける第kチャンネルの実データをD(j,k)とすると、
【数10】
hp3(j,1) =D(j,1)
hp3(j,2×k) =D(j,k)
hp3(j,2×k+1)=[D(j,k)+D(j,k+1)]/2
補間データ1は、第1,2,3,…,2000チャンネルのデータとなる。
【0170】
(2)第2高密度データ生成処理(対向データ)
高密度対向データ生成手段29Pは、補間データ1記憶部29Dから必要なデータを読み出し、奇数チャンネルのデータに対しては、従来例に記載したQQ再構成のときの方法で(図38参照)、該当する1チャンネル×2ビューのデータを補間し、偶数チャンネルのデータに対しては、従来例に記載した対向ビーム補間法で生成したデータと同様に、2ビューで収集した2チャンネルのデータを用いた4点補間により、それぞれ第2高密度データhp4の生成を行い、補間データ2記憶部29Gに記憶させる(図30のステップS33)。
【0171】
この補間式を以下に示す。
【0172】
【数11】
1≦K≦2×Nch(=2000)について、
hp4(j,K)=hp3(j+X(K),Y(K))
Y(K)=2×Nch−K+1
X(K)={[( K−Cent CH) ×φ] /[Nch×180]+0.5}×Nview
Cent CH=(2×Nch+1)/2
こうして得られた第1、第2高密度データ、hp3,hp4を使用してヘリカル補間処理(図30のステップS25)及び画像再構成処理(図30のステップS19)を行うことは、第6実施形態例と同様であるので、以下の説明を省略する。
【0173】
以上説明した第6実施形態例およびその変形例は、第2、3、4、5の各実施形態例と任意に組み合わせることができる。すなわち、チャンネル方向の Debluring処理との組合せ、マルチスライスCT装置への適用、スライス方向フィルタ処理との組合せ、マルチスライスCT装置での高密度サンプリング・スキャン法によるヘリカルスキャンなどにも適用することができる。
【0174】
なお、本発明をマルチスライスCT装置に適用する場合、実施形態例では検出器列数を4列として説明したが、4列に限らず2、3、5、6、7、8列等、任意の検出器列数を備えたマルチスライスCT装置に適用できることは明らかである。
【0175】
また、画像再構成法についても、フィルタ補正逆投影法(コンボリューション法)に限らず、ファンパラ変換による逆投影演算や、高速フーリエ変換(FFT)を用いた逆投影演算、フーリエ変換および逆フーリエを用いた画像再構成法、ライノグラムによる画像再構成等、各種の画像再構成法を利用できることは明らかである。
【0176】
さらに、実施形態例では、生データから2倍の密度を有する高密度データを生成したが、2倍に限らず、3倍、4倍等の密度を有する高密度データを生成して画像再構成することも本発明の範囲内である。例えば3倍密度の高密度データを生成する場合には、少数チャンネルの小数点以下の数を0.33および0.67とし、4倍密度の高密度データを生成する場合には、小数チャンネルの小数点以下の数を0.25,0.5および0.75とすれば良い。
【0177】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の本発明によれば、検出手段が収集したデータのサンプリングピッチより細かいサンプリングピッチのデータ(細ピッチデータ)を生成して再構成するので、高い空間分解能のアキシャル面の画像を得ることができる。基本スライス厚の薄化とスライス方向のフィルタ処理により、さらにパーシャルボリューム効果が抑制され、アーチファクトの少ない高画質な画像が得られる。又、スライス方向のフィルタ処理で選択するフィルタを低分解能関数とすれば、スタック処理画像のような高画質な画像が得られる。
また請求項2記載の本発明によれば、検出手段が収集したデータのサンプリング点数より多いサンプリング点数のデータ(多点数データ)を生成して再構成するので、高い空間分解能のアキシャル面の画像を得ることができる。基本スライス厚の薄化とスライス方向のフィルタ処理により、さらにパーシャルボリューム効果が抑制され、しかもアーチファクトの少ない高画質な画像が得られる。又、スライス方向のフィルタ処理で選択するフィルタを低分解能関数とすれば、スタック処理画像のような高画質な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各実施形態例を適用するX線CT装置のシステム構成図である。
【図2】同第1実施形態例における補間処理部のブロック図である。
【図3】同第1実施形態例における処理の概念図である。
【図4】同第1実施形態例における処理の流れを説明するフローチャート図である。
【図5】同第1実施形態例における処理として外挿補間を用いた場合の概念図である。
【図6】同第1実施形態例における処理として内挿補間を用いた場合の概念図である。
【図7】同第1実施形態例において画像再構成部の制御装置が補間処理を行う構成の場合のブロック図である。
【図8】同第2実施形態例における補間処理部のブロック図である。
【図9】チャンネル方向Debluring 処理の概念図である。
【図10】4列マルチスライスCT、Pitch=4でヘリカルスキャンした場合の或る列の対向ビームを示す図である。
【図11】右上図が4列マルチスライスCT、Pitch=4でヘリカルスキャンした場合の或る列の対向ビームを示す図である。
【図12】同第3実施形態例の処理の概念図である。
【図13】同第4実施形態例における補間処理部のブロック図である。
【図14】同第4実施形態例における位相θのスキャンの状態と処理の概念図である。
【図15】高密度サンプリングと組み合わせたフィルタ処理の概念図である。
【図16】束ね処理あるいはエンハンス処理を行うフィルタ関数の形状の例を示す図である。
【図17】Pitch=2.5の高密度サンプリング・スキャン法における実データだけのスキャン図である。
【図18】Pitch=2.5の高密度サンプリング・スキャン法における実データと(中心チャンネルの)対向データのスキャン図である。
【図19】複雑な順序で配列された複数のビューと複数の検出器列の実データを示す図である。
【図20】4列マルチスライスCTにおけるPitch=3.5のスキャン図である。
【図21】4列マルチスライスCTにおけるPitch=4.5のスキャン図である。
【図22】基本スライス厚を半分にしてのPitch=4.5のスキャン図である。
【図23】2列マルチスライスCTにおけるPitch=1.5のときのスキャン図である。
【図24】2列マルチスライスCTにおけるピッチ1.5の場合の対向ビーム補間法を示す図である。
【図25】4列マルチスライスCTにおけるピッチ3.5の場合の対向ビーム補間法を示す図である。
【図26】4列マルチスライスCTにおけるピッチ4.5の場合の対向ビーム補間法を示す図である。
【図27】本発明に係るX線CT装置の第6実施形態における補間処理部のブロック図である。
【図28】本発明に係るX線CT装置の第6実施形態における処理の概念図である。
【図29】同第6実施形態例における処理手順を示すフローチャート図である。
【図30】同第6実施形態例の変形例における処理手順を示すフローチャート図である。
【図31】シングルスライスCTの概略構成図である。
【図32】コンベンショナルスキャンとヘリカルスキャンの概念図である。
【図33】X線CT装置の画像再構成を説明する図である。
【図34】マルチスライスX線CT装置のジオメトリを説明する図である。
【図35】QQオフセット取り付けの状態を説明する図である。
【図36】QQを説明する図である。
【図37】QQを説明する図である。
【図38】QQの概念を説明する図である。
【図39】コンベンショナルスキャンとヘリカルスキャンにおけるスキャン図である。
【図40】360°補間法を説明する図(A)、対向ビーム補間法を説明する図(B)、対向ビームを説明する図(C)、対向ビームのサンプリング位置を説明する図 (D)である。
【図41】或る第jビューのデータの対向ビーム補間の概念図である。
【図42】360°補間法の概念図である。
【図43】ヘリカルスキャンの対向ビーム補間を説明する図である。
【図44】マルチスライスCTの概念図である。
【図45】4列マルチスライスCTに360°補間法を適用した場合のスキャン図である。
【符号の説明】
13…架台寝台制御部、15…寝台移動部、23…検出器、27…データ収集部、29…補間処理部、31…画像再構成部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly to an X-ray CT apparatus that performs a helical scan.
[0002]
[Prior art]
A scanning method of a conventional X-ray CT apparatus (hereinafter abbreviated as CT) used for imaging a tomographic plane of a subject will be briefly described.
[0003]
(1) Fan beam (single slice) X-ray CT
As shown in FIG. 31, the current mainstream of CT is an X-ray focal point that generates a fan-shaped X-ray beam (fan beam) and a row of N-channel (for example, 1000 channels) detection elements in a fan shape or a straight line. Is a single-slice CT having detectors arranged in a row.
[0004]
The single slice CT collects X-ray intensity data (referred to as projection data) that has passed through the subject while rotating around the subject with the X-ray focal point and the detector as a pair. Projection data is collected Nview times, for example, 1000 times in one rotation, and image reconstruction is performed based on this data by a method described later.
One data collection is referred to as one view, data of one detection element or detection element group in one view is collectively referred to as one beam, and all beams in one view (data of all detection elements) are collectively referred to as actual data.
[0005]
(2) Two scan methods (conventional scan and helical scan)
Two typical CT scanning methods will be described.
The first scan method is a conventional scan shown in FIG.
[0006]
This method is a scanning method in which the periphery of a target cross section (for example, cross section A) is rotated once. To obtain images of a plurality of cross sections (for example, cross section A and cross section B), first, data is collected while rotating around the cross section A, and then a bed on which the subject is placed, or an X-ray focus and detector To bring the section B to the plane of rotation. Thereafter, data is collected while rotating around the section B in the same manner as the section A.
Therefore, in the conventional scanning method, when the imaging range is wide in the body axis direction (Z-axis direction) of the subject and when there are many target cross sections, the imaging time becomes long.
[0007]
The second scan method is a helical scan shown in FIG.
In this method, while the X-ray focal point and the detector are continuously rotated, the bed is moved in the body axis direction of the subject in synchronization with the rotation, and data is collected. The locus of the X-ray focus scans around the subject in a spiral. According to this scanning method, a wide range can be scanned at high speed.
Here, a coordinate system is defined as shown in FIG. The XY plane corresponds to the cross sections A and B scanned by the conventional scan, the Z-axis direction is the body axis direction of the subject, and the direction referred to as the slice direction in the single slice CT described above.
[0008]
(3) Normal image reconstruction of conventional scan
CT image reconstruction will be briefly described with reference to FIGS.
[0009]
In the case of a conventional scan, it consists of the following three steps. Here, as shown in FIG. 33 (A), a subject in which only the signal of the arrow at the center of rotation exists is assumed.
[0010]
[1] Data collection and correction
Collect data with conventional scans. Although only a part of the rotation angle is illustrated, it is usually 360 °, 180 ° + fan angle, or the like. The projection data is as shown in FIG. The projection data is corrected in consideration of various factors such as the sensitivity of the detector and the X-ray intensity to obtain raw data.
[0011]
[2] Convolution operation with reconstruction function
Convolve the raw data for each angle and the reconstruction function. The convolution data is shown in FIG. C ) And the surrounding area of the originally existing signal is depressed.
[0012]
[3] Back projection operation
The convolution data is added to all the pixels (pixels) on the X-ray passing path when the data is collected. FIG. D ) Indicates a back projection operation at a certain angle. If this is repeated for the required angle, only the original signal remains.
The processes [2] and [3] described above are combined and called a filter-corrected back projection method (convolution back projection method).
[0013]
(4) Conventional scan high resolution image reconstruction (QQ)
For example, a so-called QQ (Quarter-Quarter) process for improving the spatial resolution from 0.50 mm to 0.35 mm will be described.
[0014]
FIG. 34A is an observation of the axial plane (XY plane) from the Z-axis direction. When the effective field diameter FOV (Field of View) is 500 mm and the number of detector channels is 1000, the spatial resolution of the axial image obtained by the conventional image reconstruction of the conventional scan of (3) is about 0.50 mm. It is. FCD (Focus-Center-Distance, distance between X-ray focus and rotation center) and FDD (Focus-Detector-Distance, distance between X-ray focus and detector).
[0015]
As described above, while the normal spatial resolution is about 0.5 mm, QQ is a method for improving the spatial resolution of an axial image to, for example, about 0.35 mm. QQ will be described below.
[0016]
FIG. 35 shows that detectors that are composed of an even number of elements (channels) arranged in the channel direction are not mounted symmetrically with respect to the center line, and the detectors are mounted shifted by 1/4 channel in the channel direction. This is a state of so-called QQ offset attachment.
[0017]
At this time, in FIG. 36A, a path (thick arrow pointing upward) connecting the virtual k + 0.5 channel just in the middle of the kth channel and the k + 1th channel in the jth view and the focus of the jth view. 36B coincides with the path (thick arrow pointing downward) that connects the focus of the j + x view and the y-th channel, which are rotated about a half turn.
[0018]
Therefore, the data of the y-th channel in the j + x view of FIG. 36B is the data of the k + 0.5 channel in the j-th view of FIG. The relationship between j, k, x, and y described above is expressed as follows.
[0019]
[Expression 1]
y = Cent CH × 2- (k + 0.5)
x = {[(k + 0.5−Cent CH) × φ] / [Nch × 180] +0.5} × Nview
[∵ φ: Nch = ψ: (k + 0.5-Cent CH)
And (180 + 2ψ): x = 360: Nview] (see FIG. 37)
Nview = number of views per time, Nch = number of channels,
φ = Fan angle
ψ = angle to channel,
Cent CH = Center channel = (Nch + 0.5) / 2
(For QQ offset mounting, refer to FIG. 35)
[0020]
Therefore, virtual k + 0.5th channel data between the kth channel and the (k + 1) th channel is obtained from the data of the yth channel of the j + x view.
[0021]
However, when Nview = 1000, Nch = 1000, j = 100, k = 700, φ = 50 ° in the above formula, y = 300 channels, x = 555.625, and the 655.255 view. Will end up as data).
[0022]
Therefore, the integer part Ix = int (x) = 655 to interpolate the data D (655, 300) of the 300th channel in the 655th view and the data D (656, 300) of the 300th channel in the 656th view according to the following equation. As a result, data T · Data is obtained.
[0023]
[Expression 2]
T.Data = (1-w) .times.D (Ix, y) + w.times.D (Ix + 1, y)
Ix = int (x), w = x−Ix, D (j, k): k-th channel data in the j-th view
This data called the counter beam (see reference Bo in FIG. 36 (B) and FIG. 40 (C) described later) is the data of the (k + 0.5) th channel in the intended jth view.
[0024]
The virtual 0.5, 1.5, 2.5, 3.5, ..., k + 0.5, ..., 999.5 channel data (opposed beam) sandwiched between all detector elements in the jth view are the same. Get in the way.
The opposing beams of all channels are collectively referred to as opposing data. In almost all cases, x is a decimal, so that each counter beam is obtained by two data interpolation of 1 channel × 2 views.
This is repeated for all Nviews.
[0025]
The convolution processing (convolution) and backprojection processing described in (3) above are performed using the 2 × Nch channel data, which is obtained by the above-described method and has twice the number of conventional sampling points (double sampling density). (Back projection) and image reconstruction.
Since the opposite data is obtained by two-data interpolation as described above, the spatial resolution does not reach twice, but a spatial resolution of about 0.35 mm, which is 1.4 times, can be obtained.
[0026]
Here, the concept of QQ will be described again with reference to FIG.
Consider data of some jth view. The actual data collected in the jth view indicated by the solid line and the opposing data indicated by the dotted line obtained by interpolation of 1 channel × 2 views are alternately sandwiched, and the number of detection elements is doubled as indicated by reference numeral M1 in FIG. The image is reconstructed as data collected by a detector with high sampling density.
At this time, since the scanning method is conventional scanning, the slice position (sampling position in the Z-axis direction) of the actual data and the counter data is the same.
[0027]
(5) Helical scan image reconstruction
FIGS. 39A and 39B show the conventional scan and the helical scan, which are the two scan methods shown in FIGS. 32A and 32B, as viewed from the front side. The horizontal axis is the slice (Z-axis) direction, the vertical axis is the rotational phase (angle), and the sampling positions of each data are connected by arrows. Hereinafter, such a diagram is referred to as a scan diagram.
[0028]
In the conventional scan shown in FIG. 39A, 360 ° data necessary for the target slice plane corresponding to the step [1] is collected. As described above, [1] → [2] → Image reconstruction can be performed in step [3].
On the other hand, since the helical scan shown in FIG. 39B is a helical scan, only one view is collected on the target slice plane.
[0029]
Therefore, instead of the above [1], after obtaining the necessary data by interpolating the raw data obtained by correcting the collected projection data in the Z-axis direction, the above-mentioned filter-corrected back projection method [2] → [3] To reconstruct the image.
[0030]
Typical interpolation methods in single slice CT are the following two types.
[0031]
(a) 360 ° interpolation method
The 360 ° interpolation method will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 40A, this is a method of linearly interpolating the real data of the two closest views in the same phase across the target slice position with the inverse ratio of the distance between the slice plane and the sampling position.
[0032]
For example, if the target slice position (Z coordinate of the slice plane) is Z = Z0, the data collected at this slice position is only one view at a phase of 0 °. Therefore, for example, when obtaining data of the phase θ, the actual data 1 on the upper side of the slice position and the actual data 2 on the lower side are selected, and the distance between the Z coordinate obtained by sampling the respective actual data and the target slice position Z0. Linear interpolation is performed for each channel at an inverse ratio of (Z coordinate) to obtain interpolation data. This is repeated for all necessary phases.
[0033]
As shown in FIG. 41, FIG. 42 shows data of a certain j-th view.
[0034]
The first, second, third,..., Nch data in the actual data 1, and the first, second, third,..., Nch data in the actual data 2, respectively. Interpolated with the inverse ratio of the distances to obtain interpolated data.
[0035]
(b) Opposed beam interpolation method
This is a method of using opposite data that is virtual data.
As shown in FIG. 40C, the beam to each detection element of the actual data collected when the focal point is at the “black circle” position is as indicated by a solid line arrow. At this time, the left beam 1 and the dotted beam when the X-ray focal point is at the position of “white circle” are beams that pass through the same path. The beam from this “white circle” is referred to as a counter beam.
[0036]
Similarly, the dotted beam from beam 2 and light gray (coarse dots) and the beam from beam 3 and dark gray (dark dots) are opposite beams that pass through the same path. Thus, all the beams in the “black circle” have opposite beams.
[0037]
Therefore, virtual data (referred to as counter data) is formed by extracting the counter beam corresponding to each beam from the focus position data of white circle → light gray (coarse dot) → dark gray (dark dot). A method of performing linear interpolation between data and counter data is a counter beam interpolation method.
At this time, the counter beam is given by the following equation.
[0038]
[Equation 3]
y = Cent CH × 2-k
x = {[(k−Cent CH) × φ] / [Nch × 180] +1/2} Nview
[∵ φ: Nch = ψ: (k-Cent CH)
And (180 + 2ψ): x = 360: Nview] (see FIG. 37)
Nview = number of views per time,
Nch = number of channels,
φ = Fan angle
ψ = angle to channel
Cent CH = Center channel = (Nch + 0.5) / 2
(In the case of QQ offset installation)
[0039]
Accordingly, from the data of the y-th channel of the j + x view, virtual opposite data passing through the same path as the k-th channel with a shift of about a half rotation in the slice direction is obtained.
[0040]
The difference from the QQ reconstruction described above is that the virtual channel data of the path sandwiched between the actual data channels is obtained in QQ (see FIG. 36), but this time the same path as the actual data channel is obtained. Is obtained (see FIG. 43).
[0041]
However, when Nview = 1000, Nch = 1000, j = 100, k = 700, φ = 50 ° in the above formula, y = 300.5 channel, x = 555.4861, and the 655th. This is the data of channel 300.5 of 4861 views.
[0042]
Therefore, from the integer part Ix = int (x) = 655 and Iy = int (y) = 300, the data D (655,300) of the 300th channel and the data D (655,301) of the 301st channel in the 655th view The data (656, 300) of the 300th channel and the data D (656, 301) of the 301st channel in the 656th view are interpolated at four points according to the following formula to obtain the counter data T · Data. Each of the opposed beams is obtained by 4 data interpolation of 2 channels × 2 views.
[Expression 4]
T.Data = (1-w) .times. [D (Ix, Iy) + D (Ix, Iy + 1)] / 2 + w.times. [D (Ix + 1, Iy) + D (Ix + 1, Iy + 1)] / 2
Ix = int (x), w = x-Ix, Iy = int (y), D (j, k): data of the kth channel in the jth view
FIG. 41 is a conceptual diagram of counter beam interpolation of data of a certain jth view.
[0043]
The first, second, third,..., Nch data in the actual data, and the first, second, third,. Interpolated for each channel data at the inverse ratio of the position distance to obtain interpolated data.
[0044]
As described above, each beam of the opposing data is obtained from data of different views, but since the current scan method is a helical scan, the slice position differs for each view. Therefore, as shown in FIG. 41, the slice position of the counter beam differs for each channel.
[0045]
In this method, the 360 ° interpolation method interpolates between data at slice positions shifted by one rotation, whereas the opposite beam interpolation method has a difference of about half rotation between the slice position of the actual data and the opposite data. The counter beam interpolation method is superior in the resolution in the slice direction.
However, the spatial resolution in the axial plane is about 0.50 mm, which is about the same as the conventional scan in the 360 ° interpolation method, and is less than 0.50 mm because the opposite data is obtained by four-point interpolation in the opposite beam interpolation method. .
[0046]
(6) Multi-slice CT
Now, in response to a request to capture a wide range at high speed with high definition, as shown in FIGS. 44 (A), (B), and (C), a plurality of detector rows such as 2, 4, and 8 rows are arranged. A multi-slice CT system is proposed.
[0047]
Some terms will be described by taking the 4-row multi-slice CT of FIG. 44 (B) as an example.
[0048]
FIG. 34A is viewed from the Z-axis direction, and the circle in the figure is the effective visual field FOV as described above.
FIG. 34B is an observation of a plane including the Z-axis from a direction perpendicular to the Z-axis. X-rays incident on the detector element from the X-ray focal point pass through the rotation center (from the X-ray focal point). The thickness of the beam in the Z-axis direction (of distance FCD) is defined as a basic slice thickness T.
[0049]
(7) Known examples of helical scan in multi-slice CT
The helical scan in multi-slice CT is described in the following document 1.
[0050]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-224363 “CT Apparatus”
Hiroshi Aratsuki, Junjiro Nanbu (filed on Dec. 25, 1990) (Reference 1)
The helical pitch P in the multi-slice CT extends the concept of the basic pitch in the single-slice CT described above, and is the product of the number of detector rows N and the basic slice thickness T, that is, the rotation center, as shown in the following equation (1). This is the same as the total slice thickness.
[0051]
P = N × T (1)
Hereinafter, the helical pitch is expressed by a value obtained by dividing the helical pitch by the basic slice thickness. In equation (1), a helical scan with a pitch of 4 is used.
One of the interpolation methods proposed in the literature 1 when helical scanning is performed with pitch N in N-row multi-slice CT is an extension of the 360 ° interpolation method of single-slice CT.
[0052]
FIG. 45 is a scan diagram showing the above method in 4-row multi-slice CT. Similar to the 360 ° interpolation method of FIG. 40A, this is an interpolation method using two actual data sandwiching the target slice position. This is tentatively referred to as an adjacent interpolation method, which is also described in the above-mentioned document 1.
[0053]
(8) Unreleased example of helical scan in multi-slice X-ray CT
Although it is not a well-known example, the following three types of methods are described in the following document 2.
[0054]
Japanese Patent Application No.7-337123 "X-ray CT system"
Katsuyuki Taguchi, Hiroshi Aratsuki (filed December 25, 1995) (Reference 2)
Although this is not a problem to be solved by the present invention, a part of this method is used when the present method is applied to multi-slice CT, so an outline of the contents will be described.
[0055]
(A) Means 1: High-density sampling / scanning method: Pitch = 2.5, 3.5, 4.5 for 4 rows, Pitch = 1.5 for 2 rows
First, there is a description about a helical pitch, and there is a description about a method for increasing the sampling density by a helical scan with a pitch of Pitch = 2.5, 3.5, 4.5 or the like.
[0056]
(B) Mean 2: New opposite beam interpolation method: Interpolation method between opposite beams
Second, there is a description of how to use the counter beam. There is a description regarding a combination of an interpolation method based on a combination of real data / real data and opposite data / opposite data and a helical pitch based on a normal helical pitch or a high-density sampling method.
[0057]
(C1) Mean 3: Filter interpolation method 1 (filter interpolation method using sampling data / filter processing)
(C2) Mean 4: filter interpolation method 2 (interpolation data / filter interpolation method using weighted addition (filter) processing)
(C3) Mean 5: Filter interpolation method 3 (Filter interpolation method by processing virtual scan raw data)
(C4) Mean 6: Filter interpolation method 4 (filter interpolation method by processing reconstructed voxel data)
The third is a description regarding the interpolation method. There are four methods for filtering in the slice direction, including a combination with a normal helical pitch or a helical pitch by a high-density sampling method, and a combination with a new counter beam interpolation method.
[0058]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the above-mentioned QQ can obtain a resolution of 0.35 mm on the axial plane, since it is a conventional scan, the continuity in the slice direction is poor and it is not suitable for obtaining three-dimensional volume data.
On the other hand, image reconstruction with interpolation in helical scan has good continuity in the body axis direction and is suitable for obtaining three-dimensional volume data, and the opposed beam interpolation method can provide high spatial resolution in the body axis direction. The spatial resolution of the surface will be 0.50 mm or less.
[0059]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus that satisfies all of high spatial resolution (for example, 0.35 mm) of an axial surface and good continuity in the body axis direction in helical scanning.
[0060]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is to detect an X-ray beam generation source and X-rays emitted from the X-ray beam generation source. A detector row in which a plurality of detector elements constituting a channel are arranged along the channel direction is arranged in a plurality of rows in the slice direction. A detection means provided; A rotating gantry holding the X-ray beam generation source and the detection means; Subject is placed A bed along the slice direction A moving means for moving the X-ray beam while rotating the X-ray beam generating source; bed In an X-ray CT apparatus that scans the subject spirally and collects data via the detection means, and reconstructs an image of a target slice position,
Corresponding to the virtual channel sandwiched between the real data collected by the detection means and the channel of the real data, and using the opposing data sandwiching the slice position, the data collected by the detection means Channel direction Data of a sampling pitch finer than the sampling pitch (fine pitch data) is generated, and image reconstruction is performed based on the fine pitch data. Three or more actual data and the opposite data in the slice direction are arranged in the slice direction. The fine pitch data is generated by filtering.
[0061]
According to the first aspect of the present invention, for example, as shown in FIG. 3, the fine pitch is finer than the data (actual data 1, 2) collected by the detection means (21, 23, etc. in FIG. 1) while performing helical scanning. Data SP is generated, and image reconstruction is performed based on the fine pitch data SP. In this way, both high spatial resolution (for example, 0.35 mm) of the axial surface as in QQ shown in FIG. 38 and good continuity in the body axis direction in the helical scan can be satisfied.
[0062]
According to a second aspect of the present invention, an X-ray beam generation source and X-rays emitted from the X-ray beam generation source are detected. A detector row in which a plurality of detector elements constituting a channel are arranged along the channel direction is arranged in a plurality of rows in the slice direction. A detection means provided; A rotating gantry holding the X-ray beam generation source and the detection means; Subject is placed A bed along the slice direction A moving means for moving the X-ray beam while rotating the X-ray beam generating source; bed To collect data via the detection means by scanning the subject in a spiral shape, The image of the target slice position In an X-ray CT apparatus for image reconstruction,
Corresponding to the virtual channel sandwiched between the real data collected by the detection means and the channel of the real data, and using the opposing data sandwiching the slice position, the data collected by the detection means Channel direction Generate data with more sampling points than the number of sampling points (multi-point data), perform image reconstruction based on the multi-point data, and filter the three or more actual data and the opposite data in the slice direction in the slice direction Generating the multi-point data.
[0063]
According to the second aspect of the present invention, sampling data (multi-point data) having a larger number of points than the number of points (eg, 1000 points) sampled by the detection means (21, 23, etc. in FIG. 1) while performing a helical scan on the subject. , For example, 2000 points), and image reconstruction is performed based on the multipoint data. In this way, both high spatial resolution (for example, 0.35 mm) of the axial surface as in QQ shown in FIG. 38 and good continuity in the body axis direction in the helical scan can be satisfied.
[0076]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment.
(I) First embodiment
FIG. 1 is a system configuration diagram of an apparatus to which this embodiment is applied, FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the interpolation processing unit 29 in FIG. 1, and FIG. 3 is a conceptual diagram of processing of this embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing of this embodiment.
[0077]
As shown in FIG. 1, an X-ray CT apparatus 10 includes a system control unit 11, a gantry / bed control unit 13, a bed moving unit 15, an X-ray control device 17, a high voltage generator 19, and an X-ray. A beam generation source 21, a detector 23, a rotating mount 25, a data collection unit 27, an interpolation processing unit 29, an image reconstruction unit 31, and a display unit 33 are provided.
[0078]
The system control unit 11 includes a gantry / bed control unit using a rotation speed, a slice thickness, a fan angle, etc. as a gantry / bed control signal among helical scan conditions such as slice thickness and rotation speed input using an input device (not shown). 13 is output.
[0079]
Further, the system control unit 11 outputs an X-ray beam generation control signal for controlling X-ray beam generation to the X-ray control device 17, and outputs a detection control signal indicating the detection timing of the X-ray beam to the data collection unit 27. Output for.
[0080]
Further, the system control unit 11 outputs a data collection control signal for data collection to the data collection unit 27 and outputs an interpolation control signal indicating an interpolation method to the interpolation processing unit 29.
The gantry / bed control unit 13 rotates the rotating gantry 25 based on the gantry / bed control signal output by the system control unit 11 and outputs a bed movement signal to the bed movement unit 15.
[0081]
The couch moving unit 15 obtains the amount of movement of the couch 15a per rotation of the rotating gantry 25 based on the couch movement signal output by the gantry / couch control unit 13, and moves the couch 15a by this moving amount.
[0082]
The X-ray controller 17 controls the timing of high voltage generation by the high voltage generator 19 based on the X-ray beam generation control signal output by the system controller 11.
[0083]
The high voltage generator 19 supplies a high voltage for exposing the X-ray beam from the X-ray beam generation source 21 to the X-ray beam generation source 21 in accordance with a control signal from the X-ray control unit 17.
The X-ray beam generation source 21 exposes the X-ray beam with a high voltage supplied from the high voltage generator 19.
[0084]
The detector 23 is a single slice detector that collects projection data transmitted through the subject.
The rotary mount 25 holds the X-ray beam generation source 21 and the detector 23. The rotating gantry 25 is rotated around a rotation axis passing through an intermediate point between the X-ray beam generation source 21 and the detector 23 by a gantry rotating mechanism (not shown).
[0085]
The data collection unit 27 collects the X-ray beam (actually a detection signal) detected by the detector 23 in correspondence with the data collection control signal output by the system control unit 11.
The interpolation processing unit 29 interpolates the X-ray beam at the target slice position based on the X-ray beam collected by the data collection unit 27. The interpolation processing unit 29 includes a CPU, a memory, and the like. The detailed configuration of the interpolation processing unit 29 is shown in FIG. 2 as described above.
[0086]
The image reconstruction unit 31 reconstructs an image based on the X-ray beam interpolated by the interpolation processing unit 29.
The display unit 33 displays the image reconstructed by the image reconstruction unit 31 on a monitor (not shown).
[0087]
Next, the operation of the present embodiment will be described by dividing it into (1) CT general operation and (2) interpolation processing.
(1) General operation
First, the operator inputs a helical scan condition using an input device (not shown). For example, the following helical scan conditions are used.
[0088]
Number of detector rows Nseg = 1
Number of detector channels Nch = 1000
Thickness at the center of rotation of the detector in the Z-axis direction Dseg = 20 mm
Beam thickness at the center of rotation Nseg × Dseg = 20mm
Distance between focus and rotation center FCD = 600mm
Focus-detector distance FDD = 1200mm
Effective viewing diameter FOV = 500mm
Effective viewing angle (fan angle) φ = 50 °
[0089]
When the helical scan condition is input, the system control unit 11 outputs the rotational speed, slice thickness, fan angle, etc., to the gantry / bed control unit 13 as a gantry / bed control signal. . The gantry / bed control unit 13 outputs a bed movement signal to the bed movement unit 15 based on the gantry / bed control signal.
[0090]
In this state, when a couch start command is input from the input device by the operator, the system control unit 11 instructs the gantry / couch control unit 13 to start diagnosis and controls X-ray beam generation. A beam generation control signal is output to the X-ray controller 17. In response to the X-ray beam generation control signal, the X-ray controller 17 generates a high voltage from the high voltage generator 19.
[0091]
As a result, the X-ray beam is exposed from the X-ray beam generation source 21, and the bed 15a is moved by the bed moving unit 15, and diagnosis by helical scanning is started.
When the data acquisition control signal is output from the system control unit 11, the data acquisition unit 27 detects an X-ray beam from the detector 23 in correspondence with the data acquisition control signal, and detects the detected X-ray beam ( Actually, the detection data) is supplied to the interpolation processing unit 29.
[0092]
When the X-ray beam is supplied, the interpolation processing unit 29 interpolates the X-ray beam at the target slice position based on the X-ray beam. This interpolation process will be described in the following (2).
[0093]
(2) Interpolation process
FIG. 3 is a conceptual diagram of the interpolation process, and FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the interpolation process.
FIG. 3 shows a plurality of data of a certain phase θ. Consider the jth view as the lower real data 1 and the j + Nview view as the upper real data 2 across the slice position. These are the same as the data used in the above-described 360 ° interpolation method (see FIGS. 40A and 42).
[0094]
Further, consider the opposite data 1 on the lower side and the opposite data 2 on the upper side across the slice position.
[0095]
(1) First interpolation process
Interpolation means 1 (29C) obtains real data 1 and real data 2 from the raw data storage unit 29B, and performs linear interpolation with the inverse ratio of the distance between the slice position of the data and the target slice position, The interpolation data 1 at the target slice position is obtained and stored in the interpolation data 1 storage unit 29D (step S11 in FIG. 4). The interpolation weight is constant for all channels.
Interpolated data 1 is data of the first, second, third,..., 1000 channels (hereinafter also referred to as integer channels).
[0096]
(2) Opposite data generation
The opposing data generation unit 29E reads out necessary data from the raw data storage unit 29B, and interpolates the corresponding 1 channel × 2 view data by the method of QQ reconstruction described in the conventional example (see FIG. 38). Thus, opposite data of a virtual channel (hereinafter, this virtual channel is also referred to as a minority channel) sandwiched between real data channels is generated. At this time, the opposite data 1 on the lower slice position and the opposite data 2 on the upper slice position are generated (step S13 in FIG. 4).
[0097]
The generated counter data 1 and counter data 2 are data of the 0.5th, 1.5th, ..., 999.5th channels.
Since the generated opposite data 1 and opposite data 2 are not interpolated in the slice direction, FIG. 3 shows the slice position changed for each channel.
[0098]
(3) Second interpolation process
Interpolation means 2 (29F) linearly interpolates opposite data 1 and opposite data 2 with the inverse ratio of the distance between the slice position of both data and the target slice position, and obtains interpolation data 2 at the target slice position. Then, it is stored in the interpolation data 2 storage unit 29G (step S15 in FIG. 4). The interpolation weight is calculated for each channel.
Interpolation data 2 is data of the 0.5th, 1.5th, ..., 999.5th channels.
[0099]
(4) High density data generation processing
The high-density data generation means 29H reads the interpolation data 1 (integer channel data) from the interpolation data 1 storage unit 29D and the interpolation data 2 (minority channel data) from the interpolation data 2 storage unit 29G, respectively, and alternates each data. Interpolated data 3 having twice the sampling point is obtained (step S17 in FIG. 4). At this time, channel numbers from 1 to 2000 (= 2 × Nch) are newly assigned to the individual data constituting the interpolation data 3.
[0100]
(5) Filter corrected back projection
The image reconstruction unit 31 reconstructs an image by, for example, a normal filter correction back projection method (step S19 in FIG. 4).
[0101]
Since the obtained image is reconstructed using data of 2 × Nch sampling points, the spatial resolution of the axial plane is about 0.35 mm, which is the same as QQ processing, and uses helical scan data. Therefore, it is excellent in continuity in the body axis direction. Both advantages are compatible.
[0102]
In this embodiment, the example in which the interpolation data 2 is obtained by linear interpolation using the opposing data 1 on the lower slice position and the opposing data 2 on the upper slice position is described, but the present invention is not limited to this.
[0103]
For example, non-linear interpolation may be used, opposing data 1 below the slice position in the center channel and opposing data 2 above the slice position in the center channel may be selected, and extrapolation may be used depending on the channel as shown in FIG. .
[0104]
In FIG. 1, the subject may be small (for example, the head) as indicated by the two-dot chain line with respect to the maximum FOV. In such a case, as shown in the lower right of FIG. 5, the number of channels may be halved (1000 in this case) for interpolation processing. In this way, image reconstruction can be performed with a small memory size, and high-speed processing can be performed.
[0105]
Alternatively, as shown in FIG. 6, the selection of the opposing data may be changed for each channel so that interpolation interpolation is always performed.
Further, in this embodiment, the interpolation processing unit and the image reconstruction unit are configured separately, but a configuration in which the control device of the image reconstruction unit performs the interpolation processing as shown in FIG.
[0106]
(II) Second embodiment
This embodiment is a case of debluring processing in the channel direction.
The system configuration of the apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the detector that collects projection data of the subject is a single slice detector.
[0107]
FIG. 8 shows a detailed configuration of the interpolation processing unit 29 in the present embodiment. In addition to the configuration of the interpolation processing unit 29 in the first embodiment, a channel direction debluring means 29J and an interpolation data 4 storage unit 29K are provided.
Since the processes from (1) to (4) are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
[0108]
(1) First interpolation process
(2) Opposite data generation
(3) Second interpolation process
(4) High density data generation processing
Interpolation data 3 which is high-density data is obtained by the above processes (1) to (4).
[0109]
(5) Channel direction debluring process
FIG. 9 is a conceptual diagram of channel direction debluring processing.
Here, the sampling interval and each sampling width of the interpolation data 1, the interpolation data 2, and the interpolation data 3 will be considered. For the sake of simplicity, the following description will be made assuming that the channels are arranged in a straight line and an X-ray beam is incident on each detection element in parallel.
[0110]
Interpolation data 1 and interpolation data 2 have a total number of sampling points of Nch, a sampling interval is a channel interval d, and a sampling width of each sampling point is also d. On the other hand, in the interpolation data 3, the total number of sampling points is 2Nch, the sampling interval is d / 2, and the sampling width of each sample point is d. That is, it can be seen that these data overlap each other and include redundancy.
[0111]
Therefore, in order to recover the redundancy due to the duplication, the interpolation data 3 is filtered by a blur recovery filter having an enhancement effect in the channel direction. This type of processing is called deconvolution processing or Debluring processing, and is well known to other companies in the same industry with QQ processing. An example of the blur recovery filter is described in the following documents 3 and 4. However, the present invention is not limited to this, and an appropriately deformed filter may be used.
[0112]
JP-A-61-74071 (filed on September 19, 1984) "X-ray CT apparatus"
Isao Horiba, Akira Iwata, Hiroshi Sasaki, Kazuhiro Sato (Reference 3)
JP 61-290573 (filed on June 19, 1984) "X-ray CT apparatus"
Hiroshi Nishimura (Reference 4)
The channel direction debluring means 29J reads the interpolation data 3, convolves the interpolation data 3 and the debluring filter DF • CH, obtains fourth interpolation data, and stores it in the interpolation data 4 storage unit 29K. The fourth interpolation data is data whose redundancy has been recovered.
[0113]
(6) Filter-corrected back projection
The image reconstruction unit 31 reconstructs an image by a normal filtered back projection method. Since the reconstructed image uses the fourth interpolation data whose redundancy has been recovered, the image has a higher spatial resolution.
[0114]
In the above description, the debluring processing in the channel direction and the convolution of the reconstruction filter of the filter-corrected back projection method are processed separately, but they may be performed simultaneously. Since the convolution process is a linear process, the filter F1 and the filter F2 are convolved sequentially with respect to the data D, and the filter F3 obtained by convolving the filter F1 and the filter 1F2 is convolved with the data D once. Is mathematically equivalent.
[0115]
[Equation 5]
Data = F2 * (F1 * D) = (F2 * F1) * D = F3 * D,
F3 = F2 * F1
Therefore, if the data is processed using a filter obtained by convolving the filter used in the debluring process and the reconstructed filter of the filter-corrected back projection method in advance, it is efficient because only one convolution process is required.
[0116]
In the above description, the debluring process for the interpolation data 3 has been described, but the interpolation data 2 is also an interpolation of 1 channel × 2 view data at the time of generation of the opposing data, and includes blur due to interpolation. Therefore, in addition to the above-described debluring processing, the interpolation data 2 may be subjected to debluring processing to recover this blur. This may be processed for the opposing data 1 and the opposing data 2, or may be processed for the interpolation data 2 obtained by interpolating the opposing data 1 and the opposing data 2.
[0117]
(III) Third embodiment
This embodiment is a case of multi-slice CT.
The system configuration of the apparatus of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. However, a multi-slice CT system having a 4-row multi-slice detector is used (see FIG. 44B).
[0118]
The detailed configuration of the interpolation processing unit 29 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment. That is, the operation is different, but the configuration is the same.
[0119]
When a helical scan is performed with Pitch = 4 in a 4-row multi-slice CT, the opposite beam of a certain row has a sampling position of actual data in a different row in the center channel as shown in FIG. This is a series of data that are almost identical (refer to Reference 2 for details). Since the sampling positions of the real data and the counter data are close to each other, this is a great disadvantage when interpolating between the real data and the counter data, but this is actively used in the third embodiment.
[0120]
FIG. 11 shows a state of a certain phase θ acquired by the four-row multi-slice CT.
The actual data for the four columns of the jth view, the opposite data for the four columns generated from the data of the j + x view as in the first embodiment, and the j + Nview view after one rotation (Nview view) Of the four columns of data, two opposing data generated from the first and second data of j + x + Nview, and the j + x before one rotation. A total of eight data of two opposing data generated from the data in the third and fourth columns of the Nview view are shown. Originally, there are only the following numbers of data, but only a part is shown here.
[0121]
[Formula 6]
(Number of data) = (Number of rotations of helical scan) × (Number of detector rows) × 2
FIG. 12 is a conceptual diagram of processing in the third embodiment.
Although details will be described below, (2), (4), (5), and (6) are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. The difference from the first embodiment is that the interpolation means 29C and the counter data generation means 29E are added with functions as data selection means.
[0122]
(1) Selection of actual data 1 and actual data 2 (view and column)
The interpolation means 1 (29C) selects the two actual data that are closest to each other across the slice position from the actual data of the plurality of views and the plurality of detector arrays as shown in FIG. And
[0123]
(2) First interpolation process
(3) Generation of opposite data 1 and opposite data 2 (independent for each channel)
The opposing data generation means 29E selects the two closest opposing beams for each channel across the slice position so that interpolation interpolation is always performed in the second interpolation processing. In the helical scan of Pitch = 4 in 4-row multi-slice CT, the shift of the slice position for each channel is large, so it is better to select the optimum data independently for each channel than to generate the opposing data continuous over all channels. Good.
[0124]
At this time, as in (1), it is necessary to select which detector row of which view is to be used. Depending on the selected result, the raw data necessary for generating the counter data is read from the raw data storage unit 29B.
Similarly to the first embodiment, the read data is subjected to interpolation processing of 1 channel × 2 views to generate opposing data 1 and opposing data 2.
[0125]
In FIG. 11, a large amount of facing data is displayed for the sake of explanation. However, it is more efficient to generate all of these data after selection rather than selecting them after generation. The opposite data 1 on the lower side of the slice and the opposite data 2 on the upper side of the slice shown in FIG. 12 are generated.
[0126]
(4) Second interpolation process
(5) High density data generation processing
(6) Filter-corrected back projection
Since the slice positions in the center channel of the actual data 1 and the opposite data 1 and the actual data 2 and the opposite data 2 are the same, the interpolation data 1 and the interpolation data 2 obtained in (2) and (4) are single slices. It is less susceptible to changes in the subject in the slice direction than CT. Therefore, an image reconstructed from the high-density data generated this time from such interpolation data 1 and interpolation data 2 has good image quality, and the spatial resolution in the slice direction is also high.
[0127]
In this embodiment, the example of Pitch = 4 in the 4-row multi-slice CT has been described. However, the present embodiment is not limited to this. Pitch = 2 may be set in 4 columns, or Pitch = even in other numbers such as 2, 3, 5, 6, 7, 8,. That is, the relationship between the number of columns and the pitch is determined so that the slice positions of the actual data and the counter data are substantially equal in the vicinity of the center channel.
[0128]
Further, regarding the selection of the opposing data, there are various modifications such as selection to use extrapolation as in the first embodiment.
Further, although the debluring processing in the channel direction described in the second embodiment is omitted, it may be combined with this.
[0129]
(IV) Fourth embodiment
This embodiment is a case of slice direction filter processing (bundling processing and debluring processing with a reduced basic slice thickness) in multi-channel CT.
FIG. 13 is a block diagram of the interpolation processing unit 29 in the present embodiment. The interpolation means 1 and the interpolation means 2 in FIG. 2 are replaced with the filter means 1 and the filter means 2, respectively.
[0130]
Further, the basic slice thickness T is smaller than the slice thickness T of the single slice CT, for example, T / 3. FIG. 14 shows a conceptual diagram of the scan state and processing in the phase θ.
Compared with FIG. 11 at the basic slice thickness T, it can be seen that the sampling density in the slice direction is increased in FIG.
[0131]
Further, it can be seen that since the sampling width of the original data in the slice direction, that is, the slice thickness is thin, good data in which the so-called partial volume effect is suppressed can be obtained.
[0132]
This time, three or more pieces of data are selected from this data group, and filter processing is performed independently for each channel to bundle or enhance them in the slice direction. Details of the filter processing are given in the above-mentioned document 2 (Japanese Patent Application No. 7-337123 “X-ray CT apparatus”). FIG. 15 shows a conceptual diagram of the filter processing combined with high-density sampling.
[0133]
Some examples of the shape of the filter function that performs the bundling process or the enhancement process are shown in FIGS. This time, it is assumed that a lot of data is bundled using the low resolution function of FIG.
Processes {circle around (5)} and {circle around (6)} are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
[0134]
(1) Actual data selection
The filter means 1 (29L) selects a plurality of real data of slice positions within a range necessary for the filtering process from the real data of a plurality of views and a plurality of detector arrays as shown in FIG. Read from the raw data storage unit 29B.
[0135]
(2) Filter processing 1
The filter means 1 (29L) filters the actual data group selected in (1) in the slice direction independently for each channel with the filter shown in FIG. And stored in the interpolation data 1 storage unit 29D.
[0136]
The filtering method may be a method of directly processing the actual data group described in the third embodiment example of the document 2, or the real data group described in the fourth embodiment example of the document 2 may be resampled. A method of processing the data group obtained in this way may be used.
[0137]
(3) Opposite data generation
As shown in FIG. 14, the counter data generation unit 29E is a counter data of slice positions within a range necessary for the filtering process from among a plurality of counter data that can be generated by real data data of a plurality of views and a plurality of detector arrays. Are selected (referred to as opposed data group), and necessary data is read from the raw data storage unit 29B.
The 1-channel × 2-view interpolation process is performed on the read data in the same manner as in the first embodiment to generate a counter data group.
[0138]
(4) Filter means 2
The filter means 2 (29M) filters the opposite data group generated by the opposite data generation means 29E in the slice direction independently for each channel with the filter shown in FIG. And stored in the interpolation data 2 storage unit 29G. The filter processing method conforms to (2).
[0139]
(5) High density data generation processing
(6) Filter-corrected back projection
Originally using data with a partial effect suppressed, high-density data is generated from interpolation data 1 and interpolation data 2 that are added in the slice direction by a low resolution filter function, and is a reconstructed image. The partial effect of the image is extremely suppressed.
[0140]
In this embodiment, the filter processing using a filter that is bundled in the slice direction has been described. However, the present invention is not limited to this. You may perform what is called Debluring processing using the filter which improves the spatial resolution of a slice direction. Since a sufficient sampling density is originally obtained in the slice direction, the effect of the debluring process is great. Further, in combination with the high density sampling described in the fifth embodiment described below, the image quality is further improved in this case.
[0141]
Further, the detector need not be a multi-slice detector, and may be a single slice. Further, the conventional basic slice thickness may be used without reducing the basic slice thickness.
Further, when combined with the debluring process described in the second embodiment, the spatial resolution of the axial plane is further improved. Also in the filter processing in the slice direction, if a filter having a debluring effect as described above is used, high spatial resolution can be obtained in both the axial plane and the slice direction.
[0142]
(V) Fifth embodiment
This embodiment is a case of helical pitch 2.5 in multi-channel CT.
The configuration of the interpolation processing unit 29 in the present embodiment is the same as that in the fourth embodiment.
[0143]
This time, helical scanning is performed by a high-density sampling / scanning method in which the helical pitch is Pitch = 2.5, and the basic slice thickness is T.
FIG. 17 shows a scan diagram of only the actual data in the high-density sampling / scanning method with Pitch = 2.5, and FIG. 18 shows a scan diagram of the actual data and the opposite data (in the center channel). It can be seen that the sampling density in the slice direction is increased in the high-density sampling / scanning method.
[0144]
FIG. 19 shows a scan state at the phase θ. Compared to FIG. 11 showing the scan state when Pitch = 4, it can be seen that the sampling density in the slice direction is increased. For the filtering process in the slice direction, the standard function of FIG.
[0145]
Processes (2), (4), (5), and (6) are the same as those in the fourth embodiment, and thus description thereof is omitted. The filter processing after data selection is the same as that in FIG. 14 of the fourth embodiment, and is therefore omitted.
[0146]
(1) Actual data selection
The filter means 1 (29L) selects a plurality of actual data of slice positions within a range necessary for the filtering process from a plurality of views and a plurality of detector arrays arranged in a complicated order as shown in FIG. (Referred to as a real data group) and read from the raw data storage unit 29B.
[0147]
(2) Filter processing 1
(3) Opposite data generation
The counter data generation unit 29E includes a plurality of counter data arranged in a complex order that can be generated by data of actual data of a plurality of views and a plurality of detector arrays arranged in a complex order as shown in FIG. Then, a plurality of opposing data at slice positions in a range necessary for the filter processing are selected (referred to as an opposing data group), and necessary data is read from the raw data storage unit 29B.
The read data is subjected to interpolation processing of 1 channel × 2 views in the same manner as in the first embodiment to generate a counter data group.
[0148]
(4) Filter processing 2
(5) High density data generation processing
(6) Filter-corrected back projection method
Since the data obtained by high-density sampling in the slice direction is filtered while the basic slice thickness is T, a high-quality image is obtained.
[0149]
In this embodiment, the example of Pitch = 2.5 in the 4-row multi-slice CT has been described. However, the present embodiment is not limited to this. Pitch = 1.5, 2.0, 3.0, 3.5, 4.5, or Pitch = 1.5 in a two-row multi-slice can be arbitrarily modified.
[0150]
As an example, FIGS. 20 to 22 and FIGS. 23 to 26 show scan diagrams when Pitch = 3.5 in four rows, Pitch = 4.5, and Pitch = 1.5 in two rows.
[0151]
Further, it may be combined with the debluring process described in the second embodiment or the fourth embodiment.
[0152]
(VI) Sixth embodiment
In the first to fifth embodiments described above and these modifications, the first interpolation data, which is integer channel data at the target slice position, is obtained by subjecting actual data to interpolation processing and / or filtering processing in advance. Similarly, the opposite data is interpolated and / or filtered to obtain second interpolation data which is the minority channel data of the target slice position, and the target slice position is obtained by combining these first and second interpolation data. Of high density data.
[0153]
However, the present invention performs interpolation processing in the channel direction in advance to generate high-density real data that is first interpolation data and high-density counter data that is second interpolation data, and these first and second interpolation data. Based on the above, it is also possible to generate high-density data of the target slice position by the opposed beam interpolation process (helical interpolation process).
[0154]
In the sixth embodiment, after high-density real data and opposite data are generated by interpolation, high-density data at a target slice position is obtained by helical interpolation using these data. Is.
[0155]
The system configuration of the X-ray CT apparatus to which the sixth embodiment is applied is the same as that of the X-ray CT apparatus shown in FIG. 1, but the detailed configuration of the interpolation processing unit 29 is different.
[0156]
FIG. 27 is a detailed configuration diagram of the interpolation processing unit 29 in FIG. 1, FIG. 28 is a conceptual diagram of the processing of this embodiment example, and FIG. 29 is a flowchart showing the processing flow of this embodiment example. .
[0157]
In FIG. 27, the interpolation processing unit 29 of the sixth embodiment includes an interpolation processing control unit 29A that controls the entire interpolation processing unit, and a raw data storage unit 29B that stores raw data obtained by scanning the subject. The high-density actual data generating means 29Q for generating high-density real data, the high-density opposing data generating means 29P for generating high-density opposing data, the helical interpolation means 29R, the interpolation data 1 storage unit 29D, and the interpolation data 2 A storage unit 29G and an interpolation data 3 storage unit 29I are provided.
[0158]
Since the raw data collected by scanning the subject is stored in the raw data storage unit 29B, it is the same as in the first embodiment, and the subsequent processing will be described.
[0159]
FIG. 28 shows a plurality of data of a certain phase θ. Consider the jth view as the lower real data 1 and the j + Nview view as the upper real data 2 across the slice position. These are the same as the data used in the above-described 360 ° interpolation method (see FIGS. 40A and 42).
Further, consider the opposite data 1 on the lower side and the opposite data 2 on the upper side across the slice position.
[0160]
(1) First high-density data generation process (actual data)
The high-density actual data generating unit 29Q obtains the actual data 1 and the actual data 2 from the raw data storage unit 29B, and performs interpolation between adjacent channels of the same view according to the following equation for each actual data, One high-density data group hp1 is generated and stored in the interpolation data 1 storage unit 29D (step S21 in FIG. 29). The interpolation weight is constant for all channels.
[0161]
If the actual data of the k-th channel in the j-th view is D (j, k),
[Expression 7]
hp1 (j, 2 × k) = D (j, k)
hp1 (j, 2 × k−1) = [D (j, k−1) + D (j, k)] / 2
Interpolation data 1 is data for the first, second, third,..., 2000 channels.
[0162]
(2) Second high-density data generation processing (opposite data)
The high-density counter data generation unit 29P reads out necessary data from the raw data storage unit 29B, and for the odd-numbered channel data, the QQ reconfiguration method described in the conventional example (see FIG. 38) 1 channel x 2 view data is interpolated, and for even channel data, 2 channel data collected in 2 views is used as in the data generated by the counter beam interpolation method described in the conventional example. The second high-density data hp2 is generated by four-point interpolation and stored in the interpolation data 2 storage unit 29G (step S23 in FIG. 29).
[0163]
(2-1) Odd channel
[Equation 8]
Figure 0004155529
(2-2) Even channel
[Equation 9]
Figure 0004155529
[0164]
Alternatively, the odd-numbered channel data obtained in (2-1) may be interpolated as shown in (1) for even-numbered channel data. Further, the generation order of the first and second high-density data is reversed, the high-density opposed data that is the second high-density data is generated first, and the high-density real data that is the first high-density data is generated later. May be.
[0165]
(3) Helical interpolation processing
The helical interpolation means 29R reads the first high-density data (actual data) and the second high-density data (opposite data) from the interpolation data 1 storage unit 29D and the interpolation data 2 storage unit 29G, respectively, and performs helical interpolation in the slice direction. Then, the data of the target slice position is created and stored in the interpolation data 3 storage unit 29I (step S25). The interpolation may be two-point interpolation as in the first embodiment, or may be filter processing in the slice direction as in the fourth embodiment. Further, blur recovery processing (debluring processing) in the channel direction or slice direction may be performed.
[0166]
(4) Fan beam reconstruction processing
The image reconstruction unit 31 performs normal fan beam reconstruction using the high-density data stored in the interpolation data 3 storage unit 29I to obtain an image (step S19). The reconstruction method to be applied may be the filtered back projection method used in the first embodiment, or may be processed by combining fan-para transformation and Fourier inverse transformation.
[0167]
FIG. 30 is a flowchart showing a modification of the sixth embodiment. In the sixth embodiment, the first and second high-density data generation processes are performed from the raw data. However, the second high-density data can be generated using the generation result of the first high-density data.
[0168]
(1) First high-density data generation process (actual data)
The high-density actual data generating unit 29Q obtains the actual data 1 and the actual data 2 from the raw data storage unit 29B, and performs interpolation between adjacent channels of the same view according to the following equation for each actual data, One high-density data group hp3 is generated and stored in the interpolation data 1 storage unit 29D (step S31 in FIG. 30). The interpolation weight is constant for all channels.
[0169]
If the actual data of the k-th channel in the j-th view is D (j, k),
[Expression 10]
hp3 (j, 1) = D (j, 1)
hp3 (j, 2 × k) = D (j, k)
hp3 (j, 2 × k + 1) = [D (j, k) + D (j, k + 1)] / 2
Interpolation data 1 is data for the first, second, third,..., 2000 channels.
[0170]
(2) Second high-density data generation processing (opposite data)
The high-density opposed data generation unit 29P reads necessary data from the interpolation data 1 storage unit 29D, and for the odd-numbered channel data, the QQ reconstruction method described in the conventional example (see FIG. 38) The corresponding 1 channel x 2 view data is interpolated, and for the even channel data, the 2 channel data collected in 2 views is used as in the data generated by the counter beam interpolation method described in the conventional example. The second high-density data hp4 is generated by the four-point interpolation, and is stored in the interpolation data 2 storage unit 29G (step S33 in FIG. 30).
[0171]
This interpolation formula is shown below.
[0172]
[Expression 11]
For 1 ≦ K ≦ 2 × Nch (= 2000),
hp4 (j, K) = hp3 (j + X (K), Y (K))
Y (K) = 2 × Nch−K + 1
X (K) = {[((K-Cent CH) × φ] / [Nch × 180] +0.5} × Nview
Cent CH = (2 × Nch + 1) / 2
The helical interpolation process (step S25 in FIG. 30) and the image reconstruction process (step S19 in FIG. 30) are performed in the sixth embodiment using the first and second high-density data hp3 and hp4 thus obtained. Since it is the same as that of a form example, the following description is abbreviate | omitted.
[0173]
The sixth embodiment described above and the modifications thereof can be arbitrarily combined with the second, third, fourth, and fifth embodiments. In other words, it can be applied to combination with channel direction debluring processing, application to a multi-slice CT apparatus, combination with slice direction filtering, helical scanning by a high-density sampling / scanning method in a multi-slice CT apparatus, etc. .
[0174]
In the case where the present invention is applied to a multi-slice CT apparatus, the number of detector rows is described as four in the embodiment, but the number of detector rows is not limited to four, but may be any number, such as 2, 3, 5, 6, 7, 8 It is apparent that the present invention can be applied to a multi-slice CT apparatus having a number of detector rows.
[0175]
Also, the image reconstruction method is not limited to the filter-corrected back projection method (convolution method), but back projection operation using fan-para conversion, back projection operation using fast Fourier transform (FFT), Fourier transform, and inverse Fourier. It is clear that various image reconstruction methods such as an image reconstruction method using, and an image reconstruction by linogram can be used.
[0176]
Further, in the embodiment, high-density data having twice the density is generated from the raw data, but the image reconstruction is performed by generating high-density data having a density of 3 times, 4 times, etc. It is also within the scope of the present invention. For example, when generating high density data with a triple density, the numbers after the decimal point of the minority channels are 0.33 and 0.67, and when generating high density data with a quadruple density, the decimal point of the decimal channel is used. The following numbers may be set to 0.25, 0.5, and 0.75.
[0177]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention described in claim 1, since data having a sampling pitch (fine pitch data) finer than the sampling pitch of the data collected by the detecting means is generated and reconstructed, high spatial resolution is achieved. An image of the axial plane can be obtained. By reducing the basic slice thickness and filtering in the slice direction, the partial volume effect is further suppressed, and a high-quality image with few artifacts can be obtained. Further, if the filter selected in the filter processing in the slice direction is a low resolution function, a high-quality image such as a stack processed image can be obtained.
According to the second aspect of the present invention, since data having a larger number of sampling points (multi-point data) than the number of sampling points of the data collected by the detecting means is generated and reconstructed, an image of an axial surface with high spatial resolution can be obtained. Obtainable. By reducing the basic slice thickness and filtering in the slice direction, the partial volume effect is further suppressed, and a high-quality image with few artifacts can be obtained. Further, if the filter selected in the filter processing in the slice direction is a low resolution function, a high-quality image such as a stack processed image can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an X-ray CT apparatus to which each embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram of an interpolation processing unit in the first embodiment.
FIG. 3 is a conceptual diagram of processing in the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the flow of processing in the first embodiment.
FIG. 5 is a conceptual diagram when extrapolation is used as processing in the first embodiment.
FIG. 6 is a conceptual diagram when interpolation is used as processing in the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram in a case where the control device of the image reconstruction unit performs interpolation processing in the first embodiment.
FIG. 8 is a block diagram of an interpolation processing unit in the second embodiment.
FIG. 9 is a conceptual diagram of channel direction debluring processing;
FIG. 10 is a diagram showing an opposing beam in a certain row when a helical scan is performed with 4-row multi-slice CT and Pitch = 4.
FIG. 11 is a diagram showing an opposite beam in a certain row when a helical scan is performed with a four-row multi-slice CT and Pitch = 4 in the upper right diagram.
FIG. 12 is a conceptual diagram of processing of the third embodiment.
FIG. 13 is a block diagram of an interpolation processing unit in the fourth embodiment.
FIG. 14 is a conceptual diagram of a phase θ scan state and processing in the fourth embodiment.
FIG. 15 is a conceptual diagram of filter processing combined with high-density sampling.
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the shape of a filter function that performs bundling processing or enhancement processing;
FIG. 17 is a scan diagram of only actual data in the high-density sampling / scanning method with Pitch = 2.5.
FIG. 18 is a scan diagram of actual data and counter data (in the central channel) in the high-density sampling / scanning method with Pitch = 2.5.
FIG. 19 is a diagram illustrating actual data of a plurality of views and a plurality of detector arrays arranged in a complicated order.
FIG. 20 is a scan diagram of Pitch = 3.5 in 4-row multi-slice CT.
FIG. 21 is a scan diagram of Pitch = 4.5 in 4-row multi-slice CT.
FIG. 22 is a scan diagram of Pitch = 4.5 with the basic slice thickness being halved.
FIG. 23 is a scan diagram when Pitch = 1.5 in the two-row multi-slice CT.
FIG. 24 is a diagram illustrating a counter beam interpolation method in the case of a pitch of 1.5 in a two-row multi-slice CT.
FIG. 25 is a diagram showing a counter beam interpolation method in the case of a pitch of 3.5 in the 4-row multi-slice CT.
FIG. 26 is a diagram showing an opposing beam interpolation method in the case of a pitch of 4.5 in 4-row multi-slice CT.
FIG. 27 is a block diagram of an interpolation processing unit in the sixth embodiment of the X-ray CT apparatus according to the present invention.
FIG. 28 is a conceptual diagram of processing in the sixth embodiment of the X-ray CT apparatus according to the present invention.
FIG. 29 is a flowchart showing the processing procedure in the sixth embodiment.
FIG. 30 is a flowchart showing a processing procedure in a modification of the sixth embodiment.
FIG. 31 is a schematic configuration diagram of a single slice CT.
FIG. 32 is a conceptual diagram of a conventional scan and a helical scan.
FIG. 33 is a diagram for explaining image reconstruction of the X-ray CT apparatus;
FIG. 34 is a diagram illustrating the geometry of a multi-slice X-ray CT apparatus.
FIG. 35 is a diagram for explaining a state of QQ offset attachment.
FIG. 36 is a diagram for explaining QQ.
FIG. 37 is a diagram illustrating QQ.
FIG. 38 is a diagram for explaining the concept of QQ.
FIG. 39 is a scan diagram in a conventional scan and a helical scan.
FIG. 40A is a diagram illustrating the 360 ° interpolation method, FIG. 40B is a diagram illustrating the counter beam interpolation method, FIG. 40C is a diagram illustrating the counter beam, and FIG. 40D is a diagram illustrating the sampling position of the counter beam. It is.
FIG. 41 is a conceptual diagram of opposed beam interpolation of data of a certain j-th view.
FIG. 42 is a conceptual diagram of a 360 ° interpolation method.
FIG. 43 is a diagram illustrating counter beam interpolation in helical scan.
FIG. 44 is a conceptual diagram of multi-slice CT.
FIG. 45 is a scan diagram when the 360 ° interpolation method is applied to the 4-row multi-slice CT.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Stand bed control part, 15 ... Bed moving part, 23 ... Detector, 27 ... Data collection part, 29 ... Interpolation processing part, 31 ... Image reconstruction part

Claims (2)

X線ビーム発生源と、該X線ビーム発生源が発したX線を検出するものであって、チャンネルを構成する複数の検出素子をチャンネル方向に沿って並べてなる検出器列をスライス方向に複数の列備えた検出手段と、前記X線ビーム発生源と前記検出手段を保持する回転架台と、被検体が載置される寝台を前記スライス方向に沿って移動させる移動手段と、前記X線ビーム発生源を回転させながらX線ビームを発生させると共に、前記移動手段により寝台を移動させて前記被検体をらせん状にスキャンして前記検出手段を介してデータ収集し、目的とするスライス位置の画像を画像再構成するX線CT装置において、
前記検出手段で収集した実データと前記実データのチャンネルの間に挟まれる仮想チャンネルに対応し、且つ、前記スライス位置を挟む対向データを用いて、前記検出手段が収集したデータのチャンネル方向のサンプリングピッチより細かいサンプリングピッチのデータ(細ピッチデータ)を生成し、前記細ピッチデータに基づき画像再構成を行うものであり、スライス方向における3つ以上の前記実データ及び前記対向データをスライス方向にフィルタ処理して前記細ピッチデータを生成することを特徴とするX線CT装置。
An X-ray beam generation source and X-rays emitted from the X-ray beam generation source are detected , and a plurality of detector rows in which a plurality of detection elements constituting a channel are arranged in the channel direction are arranged in the slice direction. A detection means provided in a row, a rotating gantry holding the X-ray beam generation source and the detection means, a moving means for moving a bed on which a subject is placed along the slice direction, and the X-ray beam An X-ray beam is generated while rotating the generation source, the bed is moved by the moving means, the subject is scanned spirally, data is collected through the detecting means, and an image of a target slice position is obtained. In an X-ray CT apparatus for reconstructing an image,
Sampling in the channel direction of the data collected by the detection means, using the opposing data corresponding to the virtual channel sandwiched between the real data collected by the detection means and the channel of the real data and sandwiching the slice position Generates sampling pitch data (fine pitch data) finer than the pitch, and performs image reconstruction based on the fine pitch data, and filters three or more actual data and opposite data in the slice direction in the slice direction An X-ray CT apparatus characterized by processing to generate the fine pitch data.
X線ビーム発生源と、該X線ビーム発生源が発したX線を検出するものであって、チャンネルを構成する複数の検出素子をチャンネル方向に沿って並べてなる検出器列をスライス方向に複数の列備えた検出手段と、前記X線ビーム発生源と前記検出手段を保持する回転架台と、被検体が載置される寝台を前記スライス方向に沿って移動させる移動手段と、前記X線ビーム発生源を回転させながらX線ビームを発生させると共に、前記移動手段により寝台を移動させて前記被検体をらせん状にスキャンして前記検出手段を介してデータ収集し、目的とするスライス位置の画像を画像再構成するX線CT装置において、
前記検出手段で収集した実データと前記実データのチャンネルの間に挟まれる仮想チャンネルに対応し、且つ、前記スライス位置を挟む対向データを用いて、前記検出手段が収集したデータのチャンネル方向のサンプリング点数より多いサンプリング点数のデータ(多点数データ)を生成し、前記多点数データに基づき画像再構成を行い、スライス方向における3つ以上の前記実データ及び前記対向データをスライス方向にフィルタ処理して前記多点数データを生成することを特徴とするX線CT装置。
An X-ray beam generation source and X-rays emitted from the X-ray beam generation source are detected , and a plurality of detector rows in which a plurality of detection elements constituting a channel are arranged in the channel direction are arranged in the slice direction. A detection means provided in a row, a rotating gantry holding the X-ray beam generation source and the detection means, a moving means for moving a bed on which a subject is placed along the slice direction, and the X-ray beam An X-ray beam is generated while rotating the generation source, the bed is moved by the moving means, the subject is scanned spirally, data is collected through the detecting means, and an image of a target slice position is obtained. In an X-ray CT apparatus for reconstructing an image,
Sampling in the channel direction of the data collected by the detection means, using the opposing data corresponding to the virtual channel sandwiched between the real data collected by the detection means and the channel of the real data and sandwiching the slice position Generate data with more sampling points than the number of points (multi-point data), perform image reconstruction based on the multi-point data, and filter the three or more actual data and the opposite data in the slice direction in the slice direction An X-ray CT apparatus for generating the multipoint data.
JP08309297A 1997-02-17 1997-04-01 X-ray CT system Expired - Lifetime JP4155529B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08309297A JP4155529B2 (en) 1997-02-17 1997-04-01 X-ray CT system
US09/023,710 US6028908A (en) 1997-02-17 1998-02-13 X-ray CT scanning apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3225297 1997-02-17
JP9-32252 1997-02-17
JP08309297A JP4155529B2 (en) 1997-02-17 1997-04-01 X-ray CT system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006156274A Division JP4267642B2 (en) 1997-02-17 2006-06-05 X-ray CT system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10286253A JPH10286253A (en) 1998-10-27
JP4155529B2 true JP4155529B2 (en) 2008-09-24

Family

ID=26370793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08309297A Expired - Lifetime JP4155529B2 (en) 1997-02-17 1997-04-01 X-ray CT system

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6028908A (en)
JP (1) JP4155529B2 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4538119B2 (en) * 1998-12-24 2010-09-08 株式会社日立メディコ X-ray CT system
JP4726287B2 (en) * 1999-10-20 2011-07-20 株式会社日立メディコ Multi-slice X-ray CT system
WO2001034032A1 (en) * 1999-11-10 2001-05-17 Hitachi Medical Corporation X-ray ct apparatus
US6466640B1 (en) 1999-11-26 2002-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Computed tomography system and method
US6980681B1 (en) * 2000-04-24 2005-12-27 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for helical reconstruction for multislice CT scan
JP2002301056A (en) * 2001-04-04 2002-10-15 Toshiba Medical System Co Ltd X-ray ct apparatus and x-ray detector
JP3847101B2 (en) * 2001-05-22 2006-11-15 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー X-ray CT apparatus and method
DE10159927B4 (en) * 2001-12-06 2005-04-21 Siemens Ag Image reconstruction method for computed tomography
US6873676B2 (en) * 2003-03-05 2005-03-29 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Convolution reconstruction algorithm for multi-slice CT
DE102005034876B3 (en) * 2005-07-26 2007-04-05 Siemens Ag Method for producing computer tomographic images by a CT with at least two angularly offset radiation sources
US7672421B2 (en) * 2005-10-12 2010-03-02 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Reduction of streak artifacts in low dose CT imaging through multi image compounding
WO2012077694A1 (en) * 2010-12-10 2012-06-14 株式会社 日立メディコ X-ray ct device and image reconstitution method
US8724876B2 (en) * 2011-10-18 2014-05-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and system for substantially reducing streak artifacts in helical cone beam computer tomography (CT)
CN104207799A (en) * 2014-08-29 2014-12-17 沈阳东软医疗系统有限公司 Control method and device for shape filter in CT (computerized tomography) scanning equipment
CN108022215B (en) * 2016-11-02 2020-05-15 奥泰医疗系统有限责任公司 Motion artifact elimination method based on data consistency and image artifact decomposition technology

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2562371A1 (en) * 1984-03-30 1985-10-04 Thomson Cgr METHOD FOR RECONSTRUCTING HIGH RESOLUTION IMAGE BY TOMODENSITOMETRY
JP2914891B2 (en) * 1995-07-05 1999-07-05 株式会社東芝 X-ray computed tomography apparatus
US5838756A (en) * 1996-01-08 1998-11-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Radiation computed tomography apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US6028908A (en) 2000-02-22
JPH10286253A (en) 1998-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4155529B2 (en) X-ray CT system
JP3866431B2 (en) X-ray CT system
US6628742B2 (en) Cardiac helical half scan reconstructions for multiple detector row CT
JP5007982B2 (en) X-ray CT apparatus, image reconstruction method of the same, and image reconstruction program
EP1558143B1 (en) Dynamic detector interlacing for computed tomography
JPH0337051A (en) Method for scanning and data collecting
EP1713392B1 (en) Computed tomography imaging with pixel staggering and focal spot modulation
DE60030507T2 (en) Volumetric image reconstruction
DE10251448A1 (en) CT method for imaging of a periodically moving examination area, especially the heart, whereby image segments are combined to form image planes, which are subsequently joined together to form a complete image
NL1032995C2 (en) X-ray CT and CT X-ray imaging method.
JP2010035812A (en) X-ray computerized tomographic apparatus
US7529335B2 (en) Voxel-driven spiral reconstruction for cone-beam computer tomography
JP3455041B2 (en) X-ray CT system
DE3608404A1 (en) X-RAY COMPUTER TOMOGRAPHY SYSTEM
EP0919954A1 (en) CT imaging
JP2000350725A (en) Operation method of computed tomographic apparatus
JP2000023966A (en) Spiral reconstituting algorithm
JP4267642B2 (en) X-ray CT system
US7221730B2 (en) Multi-row detector x-ray CT apparatus and method for creating tomogram
JP2001128965A (en) System and method for data interpolation in multi-slice x-ray computer tomographic system
JPH09192126A (en) Image reconstitution processor
JP3802650B2 (en) X-ray CT system
JPH11206753A (en) X-ray radiographic device
JP4768899B2 (en) X-ray CT system
JP3455534B2 (en) X-ray CT system

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050112

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050427

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060404

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060605

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060831

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060913

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20061027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080612

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080707

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130718

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term